JPH0966401A - 円筒部材およびその製造方法ならびに製造装置 - Google Patents

円筒部材およびその製造方法ならびに製造装置

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JPH0966401A
JPH0966401A JP8145155A JP14515596A JPH0966401A JP H0966401 A JPH0966401 A JP H0966401A JP 8145155 A JP8145155 A JP 8145155A JP 14515596 A JP14515596 A JP 14515596A JP H0966401 A JPH0966401 A JP H0966401A
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cylindrical
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Hiroshi Chiba
博司 千葉
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い形状精度（真直度、真円度）の円筒面を
有する円筒部材を製作する。 【解決手段】 円筒状のワーク１の外周面をそのまわり
を旋回する切削工具２４，２５によって切削するに際し
て、ワーク１の両端に右ワーク保持具２７と左ワーク保
持具２８の把持部２７ｅ，２８ｅを挿入し、これらのテ
ーパー面をワーク１の端面１ａ，１ｂの内縁に形成され
た円形稜線部に当接して軸方向に押圧することでワーク
１を保持する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式の複
写機、レーザービームプリンター、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感光ドラムや現像
スリーブ等の円筒部材およびその製造方法ならびに製造
装置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、レーザー
ビームプリンター、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感光ドラムや現像スリーブは、表
面が所定の表面粗さに仕上げられた円筒部材を用いる。
電子写真感光ドラムは所定の表面粗さに仕上げされたド
ラム基体の表面に感光膜を施すことによって製造される
が、ドラム基体の表面精度あるいは寸法精度が低いと感
光膜に凹凸が生じ、このために画像形成装置の画像に欠
陥が生じる。従って、精度の高い画像形成装置を得るた
めには、ドラム基体の表面精度は所定の表面粗さに加工
されることが要求され、また、真直度および真円度等の
寸法精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
形成される潜像担持体上の潜像を現像するために、潜像
が形成された潜像担持体と現像材を担持し、搬送する現
像スリーブは、一成分、二成分現像剤、磁性、被磁性現
像剤、さらには絶縁性、誘電性現像剤を問わず、これら
現像剤を担持して潜像を忠実に顕像化するために、表面
粗さ、真直度、真円度等に極めて高い精度が必要であ
る。
【０００４】一般に感光ドラム基体や現像スリーブ等の
円筒部材の材料には、純度９９．５％以上のＡｌや０．
０５〜０．２０％のＣｕを含むＣｕ−Ａｌ合金、０．０
５〜０．２０％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合金等が用いられる。
【０００５】このような円筒部材の製造方法には、押し
出し、引き抜きおよび曲がりの矯正等を高精度に行なっ
て表面精度や寸法精度の高い管材を製作し、これを所望
の長さに切断したうえで両端部を切削加工する方法や、
図１１の（ａ）に示すように、押し出し、引き抜きによ
って製造された管材を所望の長さに切断して管状のワー
ク１０１を製作し、次いで、同図の（ｂ）に示すように
両端部分を切削加工して両端面１０１ａ，１０１ｂに隣
接する内径拡大部１０１ｃ，１０１ｄを設けたうえで、
各内径拡大部１０１ｃ，１０１ｄを同図の（ｃ）に示す
コレットチャック１２０等によって保持して外周面をバ
イトによって切削加工し、所定の表面粗さの円筒面に仕
上げる方法（特開平２−１１０５７０号公報参照）等が
開発されている。
【０００６】コレットチャック１２０は、円筒状の本体
１２１のチャック部１２１ａをスリット１２１ｂによっ
て径方向に弾力的に拡大自在に構成したもので、本体１
２１のチャック部１２１ａをワーク１０１の内径拡大部
１０１ｃ，１０１ｄ内に挿入したうえで、本体１２１内
のテーパー駒１２２をバネ１２２ａに抗して軸方向に付
勢していたドローバー１２３を後退させ、バネ１２２ａ
の付勢力によってテーパー駒１２２のテーパー面をチャ
ック部１２１ａの内面に押圧し、これを径方向外方へ弾
力的に拡大してワーク１０１の内径拡大部１０１ｃ，１
０１ｄの内壁に押圧する。
【０００７】上記２つの方法のうちで、押し出し、引き
抜き後に曲がりの矯正等を行なって表面精度や寸法精度
の高い管材を製作し、これを所望の長さに切断して両端
を切削加工する前者の方法は、曲がりの矯正等の工程に
高精度の制御を必要とするため管材自体の製作コストが
高く実用的ではない。従って、押し出しや引き抜きによ
って製作された低コストの管材をまず所望の長さのワー
クに切断して、その両端部分を切削加工して内径拡大部
を設け、これをコレットチャック等によって保持し、外
周面を切削して高い形状精度（表面精度、真円度および
真直度）の円筒面に仕上げる後者の方法を採用するのが
望ましい。
【０００８】
【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、前述のように、ワークの円筒面を仕
上げる工程で、ワークにコレットチャックのチャック部
を挿入しこれを径方向に拡大してワークの内径拡大部の
内周面に押圧することでワークを保持し、その円筒面を
旋盤のバイトによって切削するか、あるいは、ワークを
固定しそのまわりを旋回するバイトによってワークの円
筒面を切削するものであるため、ワークの内径拡大部に
わずかでも偏肉があったり、コレットチャックのチャッ
ク部にゴミ等が付着したり、あるいは該チャック部が摩
耗した場合や、コレットチャックとその駆動部の間に組
み付け誤差等がある時は、保持されたワークに曲がりが
発生し、ワークの円筒面を高精度で仕上げることが難し
い。
【０００９】すなわち、ワークの円筒面を高い真円度や
真直度に加工するためにはワークを所定の軸に沿って真
直に保持することを要求されるが、感光ドラム基体や現
像スリーブ等は、直径が小さくて軸方向に長尺でしかも
薄肉の円筒部材であるために極めて曲がり易い性質を有
する。例えば、図１２に示すように、ワーク１０２の両
端を保持するコレットチャック１３１，１３２の間に両
者の組み付け誤差等のためにわずかでも傾き（倒れ）α
があると、同図の（ａ）に示すようにワーク１０２に曲
がりＢが発生する。
【００１０】一例として、Ａ４版用紙印刷用の小形現像
スリーブの全長は２４６ｍｍ、直径は１２ｍｍ、肉厚は
０．８ｍｍであり、両コレットチャック１３１，１３２
の間に角度０．０１ｄｅｇの傾きが発生すると、ワーク
１０２の曲がりによるたわみ変形は３０μｍに達し、こ
の分だけ真直度が低下する。
【００１１】この状態で図１２の（ｂ）に示すように、
ワーク１０２の円筒面をバイトＡによって切削すると、
ワーク１０２の曲がりＢの部分では切削される肉厚が大
きく偏る。同図の（ｃ）に示すように、切削工程を完了
してワーク１０２をコレットチャック１３１，１３２か
ら解放すると、ワーク１０２がもとの形状に戻るため、
ワーク１０２の円筒面にはその真直度や真円度を損なう
大きな凹凸Ｃが現れる結果となる。
【００１２】両コレットチャック１３１，１３２のチャ
ック部がゴミ等によって汚染されたり、摩耗によって寸
法変化が生じた場合でも、上記と同様にワーク１０２に
曲がりが発生する。さらに、ワーク１０２の側に偏肉が
あっても同様の結果となる。
【００１３】そこで、コレットチャックの組み付け誤差
をできるだけ小さくするためにコレットチャックの部品
精度を高くしなければならず、このために切削装置が高
価になり、また、コレットチャックの汚染や摩耗を常時
監視する必要があるためメンテナンスのコストが高く、
さらに、ワークに偏肉がないように内径拡大部の仕上げ
を厳密に行なう必要があり、従ってワークの製作費が高
く、これらすべてが円筒部材の高コスト化を招くという
未解決の課題がある。
【００１４】なお、ワークの両端をそれぞれコレットチ
ャックによって保持する替わりに、ワークの一方の端部
のみをコレットチャックによって保持し、他端には、セ
ンター穴を設けた治具を取り付けて、該治具のセンター
穴に旋盤の心押し台の回転センター等のテーパー部材を
押圧する方法も開発されているが、一方でもコレットチ
ャックを用いるものであれば上記のトラブルを防ぐこと
はできず、また、他方の治具にも高い形状精度や組み付
け精度を必要とする点は同じであり、満足すべき結果を
得ることはできない。
【００１５】本発明は、上記従来の技術の有する未解決
の課題に鑑みてなされたものであり、極めて高い形状精
度を有する円筒面を備えており、しかも円筒面を仕上げ
加工する切削装置の設備費やメンテナンスのコストが低
く、ワークの製作費等も大幅に低減できる円筒部材およ
びその製造方法ならびに製造装置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】上記目的を達成するた
め、本発明の円筒部材は、少なくとも一方の端部に周方
向の稜線部を有する円筒状のワークを製作し、該ワーク
の前記稜線部に対してワーク保持手段のクランプ面を軸
方向に押圧することによって前記ワークを保持し、その
外周面を切削する工程によって得られた所定の形状精度
の円筒面を有することを特徴とする。
【００１７】本発明の円筒部材の製造方法は、少なくと
も一方の端部に周方向の稜線部を有する円筒状のワーク
を製作し、該ワークの前記稜線部に対してワーク保持手
段のクランプ面を軸方向に押圧することによって前記ワ
ークを保持し、その外周面を切削する工程を有すること
を特徴とする。
【００１８】ワーク保持手段のクランプ面がテーパー状
であるとよい。
【００１９】本発明の円筒部材の製造装置は、所定の軸
に沿って円筒状のワークを保持するワーク保持手段と、
前記所定の軸のまわりを旋回する切削工具によって前記
ワークの外周面を切削する切削手段を有し、前記ワーク
保持手段が、前記ワークの少なくとも一方の端部に設け
られた周方向の稜線部に押圧されるクランプ面を備えて
いることを特徴とする。
【００２０】ワーク保持手段が、径方向の押圧力によっ
てワークを把持することの自在であるチャック部を備え
ているとよい。
【００２１】
【作用】ワーク保持手段のクランプ面を円筒状のワーク
の周方向の稜線部に押圧することで発生する軸方向の押
圧力によって前記ワークを所定の軸に沿って保持し、そ
のまわりを旋回する切削工具等によってワークの外周面
を切削して所定の表面粗さに仕上げる。
【００２２】円筒面に高い形状精度（真円度や真直度）
を得るためにはワークを所定の軸に沿って同軸状態で安
定保持することが不可欠である。ワーク保持手段とワー
クの間にゴミ等が介在するとワークに曲がりが発生し、
このために円筒面の真円度や真直度が損われるおそれが
あるが、ワーク保持手段のクランプ面と稜線部の接触面
積が極めて小さいため、ゴミ等が挟まれる可能性は小さ
い。従って、クランプ面の汚染等を厳密に監視する必要
はない。また、ワークの稜線部のみを高精度で加工すれ
ばすむため、ワークの製作費も安価である。
【００２３】すなわち、ワーク保持手段のメンテナンス
のコストとワークの製作費を削減して現像スリーブ等の
円筒部材の製造コストを大幅に低減できる。
【００２４】稜線部が、ワークの中心軸に対して同軸に
形成されたものであれば、ワーク保持手段のクランプ面
を所定の軸に対して同軸状態に配設するだけで、前記所
定の軸に沿って正確にワークを位置決めして保持するこ
とができる。ワークを径方向の押圧力によって保持する
コレットチャックのようにワーク保持手段の組み付け誤
差等を厳密に管理する必要もないため、切削装置の設備
費を大幅に削減できる。これによって、現像スリーブ等
の円筒部材の製造コストをより一層低減できる。
【００２５】また、ワーク保持手段が、径方向の押圧力
によってワークを把持することの自在であるチャック部
を備えていれば、切削装置に対してワークを着脱する工
程でワークが脱落する等のトラブルを回避できる。
【００２６】
【発明の実施の形態】本発明の実施の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
【００２７】図１は一実施例による円筒部材の製造方法
を説明するもので、まず同図の（ａ）に示すように、公
知の押し出し、引き抜きによって製造されたアルミニウ
ム合金の管材を所定の長さに切断し、切断された管材
（以下、「ワーク」という。）１の端面１ａ，１ｂに隣
接する端部の内面を切削して内径拡大部１ｃ，１ｄを形
成する。このようにして製作されたワーク１の外周面を
同図の（ｂ）に示す切削装置Ｍにより切削し、表面粗さ
がＲｍａｘ≦２μｍの電子写真用の円筒部材である現像
スリーブを製作する。
【００２８】切削装置Ｍは、床面等に固定されたベッド
２０の図示上面２１ａに固定された門形コラム２１と、
門形コラム２１に保持された軸受２２に回転自在に支持
された中空軸と一体である環状の工具保持具（バイトホ
ルダ）２３と、工具保持具２３に保持された切削工具
（バイト）２４，２５と、ベッド２０と一体であるテー
ブル支持体２１ｂ上において摺動自在に支持されたテー
ブル２６と、テーブル２６の図示右側上面の右ポスト２
７ａに固定された右ワーク保持具２７と、テーブル２６
の図示左側上面にスライダ支持体２８ａおよびスライダ
２８ｂを介して支持された左ポスト２８ｃに固定された
左ワーク保持具２８からなり、スライダ２８ｂはスライ
ダ支持体２８ａの図示上面に摺動自在に支持され、エア
ーシリンダー等の定圧駆動機構を内蔵するスライダ駆動
装置２８ｄによってスライダ支持体２８ａの図示左端か
ら右端の間を往復移動し、これによって、左ワーク保持
具２８を右ワーク保持具２７に向かって前進または後退
させる。
【００２９】右ワーク保持具２７と左ワーク保持具２８
はワーク保持手段を構成するもので、これらの材質は超
硬合金や鉄等であり、それぞれテーパー状の把持部２７
ｅ，２８ｅを有し、ワーク１の内径拡大部１ｃ，１ｄに
挿入したときに、右ワーク保持具２７の把持部２７ｅの
クランプ面であるテーパー面が、ワーク１の右側の端面
１ａと内径拡大部１ｃの間の、これらが交差する周方向
の稜線部である円形稜線部に右側から当接され、また、
左ワーク保持具２８の把持部２８ｅのクランプ面である
テーパー面が、ワーク１の左側の端面１ｂと内径拡大部
１ｄの間の周方向の稜線部である円形稜線部に左側から
当接されるように構成されている。
【００３０】ワーク１の右側の端面１ａと内径拡大部１
ｃの間の円形稜線部に右ワーク保持具２７の把持部２７
ｅを当接し、スライダ駆動装置２８ｄを駆動して左ワー
ク保持具２８を右ワーク保持具２７に向かって前進さ
せ、ワーク１の左側の端面１ｂと内径拡大部１ｄの間の
円形稜線部に左ワーク保持具２８の把持部２８ｅを押圧
すると、ワーク１は、右ワーク保持具２７と左ワーク保
持具２８の間で軸方向の押圧力Ｐによって保持される。
このようにワーク１を保持し、そのまわりを旋回する切
削工具２４，２５によってワーク１の円筒面が切削され
る。
【００３１】なお、ワーク１のまわりを切削工具２４，
２５が旋回するときに、これらとともにワーク１が回転
するいわゆるつれ回り現象が発生するおそれがある。こ
れを防ぎワーク１を安定して保持するためには、押圧力
Ｐによって発生する右ワーク保持具２７と左ワーク保持
具２８のそれぞれの把持力Ｆｐのモーメントが、ワーク
１の周方向に作用する切削工具２４，２５の接線方向の
切削力Ｆｎによって発生するモーメントより大であるこ
とが必要である。すなわち、 Ｆｎ×ｒ1 ＜Ｆｐ×ｒ2 ・・・・・（１） ここで、ｒ1 ：ワーク１の円筒面の半径 ｒ2 ：ワーク１の各端面１ａ，１ｂと内径拡大部１ｃ，
１ｄの間の円形稜線部の半径 また、 Ｆｐ＝μ×Ｐ ・・・・・（２） ここで、μ：ワーク１と右ワーク保持具２７および左ワ
ーク保持具２８のテーパー面の間の静止摩擦係数 式（１）および式（２）から、 Ｆｎ×ｒ1 ＜μ×Ｐ×ｒ2 ・・・・・（３） ワークが薄肉の場合には、ｒ1 ≒ｒ2 と近似することが
できるため、式（３）に替えて以下の関係が成立するよ
うに押圧力Ｐと切削力Ｆを制御するとよい。
【００３２】 Ｐ＞Ｆｎ／μ ・・・・・（４） Ｆｎは切削条件、すなわち、ワーク材種、切込量、送り
速度、ワークと切削工具の相対回転数等によって決まる
力である。例えば、アルミニウム合金の一種であるＡ６
０６３（ＪＩＳ：０．２０〜０．６％Ｓｉ、０．３５％
Ｆｅ、０．１０％Ｍｎ、０．４５〜０．９％Ｍｇ、０．
１０％Ｃｒ、０．１０％Ｚｎ、残りＡｌ）材の外径φ２
０ｍｍのワークを切り込み量５０μｍ、送り速度５ｍｍ
／秒、相対回転数３，０００ｒｐｍでダイヤモンド工具
により切削加工した場合、Ｆｎ≒０．５ｋｇｆであっ
た。ワークが外径に対して薄肉の場合、静止摩擦係数を
０．３と仮定すると、押圧力Ｐは式（４）に以上の値を
代入して Ｐ＞１．６７ｋｇｆ となる。
【００３３】Ｆｎは切り屑の排出状況、切削油剤供給状
況などにより変動することが考えられるので実際の押圧
力Ｐは数倍の安全率を見込んで設定する。例えば、式
（４）を満足する押圧力Ｐの最小値に、安全係数２〜１
０を掛けた値を用いる。押圧力Ｐが大き過ぎると、ワー
クの円形の稜線部に塑性変形を生じるので充分注意しな
ければならない。
【００３４】安全係数は、ワークの寸法に基づいて選定
されるもので例えば、上記の切削条件でワークの寸法を
変えて製作した４個のサンプルＡ〜Ｄについては、表１
に示すように安全係数を選定すると良好な結果が得られ
ることが実験によって判明している。
【００３５】
【表１】 サンプルＡにおいて、押圧力Ｐが小さい理由は、ワーク
の外径が小さいために塑性変形しやすく、他のサンプル
と同様に押圧力Ｐを１０ｋｇ程度にすると外径振れを生
じて著しい精度低下を招くためである。
【００３６】サンプルＤにおいてはワークが厚肉で塑性
変形しにくいため、押圧力Ｐを大きく設定することがで
きる。
【００３７】また、ワーク１の円筒面の切削量が大きい
場合、あるいは円筒面を高速度で切削する場合には、切
削力Ｆｎが増大するため、押圧力Ｐを大きくする必要が
あるが、押圧力Ｐが大きくなると前述のようにワーク１
の円形稜線部に塑性変形を起こして、製品としての円筒
部材を他の部品に組み付ける時に著しい組み付け誤差を
発生するおそれがある。そこで、このような場合には、
図２に示すように、ワーク１の各端面１ａ，１ｂの内側
に所定の表面粗さの面取りを施して、その面取り部１
ｅ，１ｆと端面１ａ，１ｂの間に形成された円形稜線部
か、または、図３に示すように、面取り部１ｅ，１ｆと
内径拡大部１ｃ，１ｄの間の円形稜線部に右ワーク保持
具２７と左ワーク保持具２８の把持部２７ｅ，２８ｅが
当接するように構成するとよい。
【００３８】また、図４に示すように、ワーク１の両端
にフランジ部材１０ａ，１０ｂを装着したうえで、ワー
ク１の円筒面を切削する場合には、右ワーク保持具２７
と左ワーク保持具２８の把持部２７ｅ，２８ｅにフラン
ジ部材１０ａ，１０ｂの突出部を収容する陥没部２７
ｆ，２８ｆを設け、その端面をテーパー状に構成すると
ともに、図４の（ａ）に示すようにワーク１の両端面１
ａ，１ｂの外縁に面取りを施して、その面取り部１ｇ，
１ｈの内縁に形成された円形稜線部に右ワーク保持具２
７、左ワーク保持具２８の把持部２７ｅ，２８ｅのテー
パー面を当接するか、あるいは同図の（ｂ）に示すよう
に、フランジ部材１０ａ，１０ｂの外縁に面取りを施し
て、その面取り部１０ｃ，１０ｄの内縁に形成された円
形稜線部に右ワーク保持具２７、左ワーク保持具２８の
把持部２７ｅ，２８ｅのテーパー面を当接するとよい。
【００３９】なお、ワーク保持具２７，２８の把持部２
７ｅ，２８ｅのテーパー角θ1 は、図１に示すようにワ
ーク１に面取りを施さない場合は３０〜１２０°に設定
するのが望ましい。また、図２および図３に示すように
ワーク１に面取りを施す場合には、面取り角度θ2 を６
０〜１２０°に設定し、図２に示すように面取り部分の
内周にワーク保持具２７，２８の把持部２７ｅ，２８ｅ
を当接するときはそのテーパー角θ1 を（θ2 ＋３０）
〜６０°、図３に示すように面取り部分の外周にワーク
保持具２７，２８の把持部２７ｅ，２８ｅを当接すると
きはそのテーパー角θ1 を（θ2 −３０）〜６０°に設
定する。さらに、図４に示すようにフランジ部材１０
ａ，１０ｂに面取りを施すときは面取り角度θ2 を６０
〜１２０°、ワーク保持具２７，２８の把持部２７ｅ，
２８ｅのテーパー角θ1 を（θ2 ＋３０）〜６０°に設
定するとよい。
【００４０】本実施例によれば、右ワーク保持具２７と
左ワーク保持具２８の把持部２７ｅ，２８ｅをワーク１
の両端の円形稜線部に当接し、軸方向に作用する押圧力
によってワーク１を保持するものであるため、前記円形
稜線部がワーク１の中心軸と同軸に形成されたものであ
れば、右ワーク保持具２７と左ワーク保持具２８の把持
部２７ｅ，２８ｅを切削装置Ｍの切削工具２４，２５の
回転軸Ｏに軸合わせするだけで、ワーク１を切削装置Ｍ
の回転軸Ｏに同軸にセットすることができる。
【００４１】ワーク１の両端の円形稜線部のみを高精度
で加工すれば、ワーク１の内径拡大部１ｃ，１ｄ等に多
少の偏肉があってもワーク１に曲がりを発生するおそれ
がない。従って、ワーク１の内径拡大部１ｃ，１ｄ全体
を高精度で仕上げる場合に比べてワーク１の加工コスト
が低い。また、ワーク１と円形稜線部のみが右ワーク保
持具２７、左ワーク保持具２８に接触するものであり、
把持部２７ｅ，２８ｅが線接触であるため、その表面の
汚染や摩耗が直ちにワーク１の曲がりを誘発することな
く、従ってメンテナンスのコストも低い。
【００４２】さらに、右ワーク保持具２７，左ワーク保
持具２８の機構も簡単で把持部２７ｅ，２８ｅの形状も
単純であるから、切削装置Ｍも低コストである。
【００４３】すなわち、ワークの製作費やワーク保持具
のメンテナンスのコストあるいは切削装置の設備費を上
昇させることなく、ワークの円筒面を極めて高い形状精
度（真直度、真円度）に仕上げることができる。これに
よって、現像スリーブや感光ドラム基体等の円筒部材の
製造コストを大幅に低減できる。
【００４４】次に、切削装置Ｍによってワーク１の円筒
面を切削する工程を説明する。
【００４５】図５の（ａ）に示すように、テーブル２６
をテーブル支持体２１ｂの右端に移動させたうえで、左
ワーク保持具２８と右ワーク保持具２７の間にワーク１
を搬入し、ワーク１の右端を右ワーク保持具２７の把持
部２７ｅに当接し、定圧駆動機構を駆動してスライダ２
８ｂを移動させて左ワーク保持具２８の把持部２８ｅを
接近させ、所定の押圧力Ｐにてワーク１に当接し、押圧
保持する。この間、切削工具２４，２５の回転は、前回
の切削加工サイクルから中断することなく続いている。
次いで、同図の（ｂ）に示すように、テーブル２６を左
方向へ移動させることで、ワーク１の円筒面を切削工具
２４，２５により連続的に切削し、ワーク１の全長にわ
たって切削が完了した後、テーブル２６の移動を停止さ
せ、スライダ２８ｂを左へ後退させることでワーク１に
対する保持が解除され、円筒面の切削加工の完了したワ
ーク１は機外に搬出される。
【００４６】なお、図６に示すように、両切削工具２
４，２５は回転軸Ｏを横切る直径上に配設され、ホルダ
２４ａ，２５ａの案内溝２４ｂ，２５ｂに係合するビス
２４ｃ，２５ｃを緩めて、ホルダ２４ａ，２５ａととも
に切削工具２４，２５を回転軸Ｏに向かって進退させる
ことで切り込み深さを調節できるように構成されてい
る。
【００４７】ワーク１の切削を完了して左ワーク保持具
２８を後退させて押圧力Ｐを解除するとワーク１が落下
するおそれがある。これを防ぐために、図７の（ａ）に
示すように、例えば、左ワーク保持具２８を中空にする
とともに、把持部２８ｅからワーク１の内部へ突出自在
である公知のチャック部であるボールチャック２８ｇを
設けるか、あるいは、同図の（ｂ）に示すように、左ワ
ーク保持具２８の把持部２８ｅと一体である開きコレッ
トタイプのチャック部である弾性拡大部２８ｈを配設
し、これをテーパー駒２８ｉによって拡大するように構
成するとよい。
【００４８】なお、切削工具の替わりにワークを回転さ
せる一般的な旋盤を用いた場合でも、本実施例と同様の
ワーク保持具を用いて高い形状精度を有する円筒部材を
製作できる。
【００４９】まず、図８の（ａ）に示すように、公知の
旋盤Ｎの心押し台３７ａに取り付けられた従属回転軸上
に支持された右ワーク保持具３７の把持部３７ｅにテー
パー面を形成するために、従属回転軸を一時的に回転で
きぬよう固定しておき、回転主軸３２に右ワーク保持具
３７の把持部切削用の切削工具を取り付けて、回転主軸
３２を回転させ、心押し台３７ａを回転主軸３２の方
向、すなわち、図示左方に送る。このようにして、右ワ
ーク保持具３７の把持部３７ｅをテーパー状に切削す
る。
【００５０】続いて、回転主軸３２に左ワーク保持具３
８を取り付ける。回転主軸３２を回転させることにより
左ワーク保持具３８を回転させる。刃物台３４に支持さ
れた切削工具を回転軸に平行に往復台４０により移動さ
せ、これと同時に切り込み方向に移動させることにより
左ワーク保持具３８の把持部３８ｅにテーパー面を創成
する。以上の切削加工により、左右のワーク保持具３
７，３８の把持部３７ｅ，３８ｅのそれぞれのテーパー
面は回転主軸の回転中心と完全に同軸状態となる。市販
の精密旋盤を用いた実験によれば、回転主軸と左右のワ
ーク保持具３７，３８の把持部３７ａ，３８ａの同軸度
は、それぞれ２μｍ以下と良好な値を示した。こうして
精密に位置決めされた左右のワーク保持具３７，３８の
間に図示しないワークを位置決めし、心押し台３７ａを
回転主軸３２の方向に移動させ、ワークの図示右端より
押圧し、左右のワーク保持具３７，３８の把持部３７
ｅ，３８ｅにより保持する。
【００５１】このときの押圧力は心押し軸前進後退用の
ハンドル３７ｂの回転トルクにより設定する。または同
図の（ｂ）に示すように、右ワーク保持具３７の内部に
圧縮バネ３７ｃ等を有する押圧力設定機構３７ｄを設け
ておくと、押圧力を容易に設定することができる。
【００５２】なお、押圧力の設定値は、前述の式（４）
に基づいて算出されるが、実験によれば、外径１２ｍ
ｍ、肉厚０．８ｍｍ、全長２５０ｍｍのアルミニウム合
金材を押圧力４ｋｇｆで押圧保持し、ワーク回転速度
３，０００ｒｐｍ、切削工具の１回転あたりの送り０．
１ｍｍ／ｒｅｖ、半径切り込み量６０μｍで外周切削を
行なった結果、ワークは切削力によりつれ回ることな
く、すなわち、回転主軸の回転速度とワークの回転速度
が異なることなく、安定保持され、高精度の切削が可能
であった。また、円筒部材の円筒面の振れ精度は１０μ
ｍ以下であり、両端の内径拡大部と加工面の同軸度１０
μｍ以下が実現された。
【００５３】参考のために、式（１）〜（４）の切削力
Ｆｎを測定する方法を説明する。図９に示すように、ワ
ーク１が回転するタイプの普通旋盤において、切削工具
（バイト）を取り付ける刃物台Ｔ1 に切削抵抗の３分
力、すなわちワーク１の接線方向の切削力（主分力）Ｆ
ｎ、ワーク１の法線方向の力Ｆｔ（背分力）、ワーク１
の送り方向の力Ｆｆ（送り分力）が測定できる切削動力
計Ｔ2 を配設し、これにバイトＴ3 を取り付ける。
【００５４】実際の切削条件と同一あるいは等価な条件
で回転するワーク１を切削し、前記主分力Ｆｎを測定す
る。ここでいう等価な条件とは、切り込み量を同一と
し、ワーク１回転当たりの送り量を同一とする条件をい
う。等価な切削条件では、ワーク回転式、バイト回転式
のいずれでも切削抵抗はほぼ同一であることが知られて
いる。
【００５５】図１０は、画像形成装置に用いられるフラ
ンジ付き現像スリーブの製作工程を説明するもので、
（ａ）に示すように円筒状のワーク５０を製作し、その
一端に、第１の回転刃物Ｓ1 を用いてフランジ部材圧入
用の一次端部加工を行ない（同図の（ｂ）参照）、フラ
ンジ部材５１を圧入するための内径拡大部５０ａの加工
とその端部の面取りを行なう。このように加工されたワ
ーク５０にフランジ部材５１を圧入し（同図の（ｃ）参
照）、第２、第３の回転刃物Ｓ2 ，Ｓ3 を用いてワーク
５０の両端を二次端部加工する（同図の（ｄ）参照）。
【００５６】二次端部加工は、フランジ部材５１の軸部
５１ａの外径やフランジ部の端面５１ｂの仕上げと、ワ
ーク５０の外周部の面取りを第２の回転刃物Ｓ2 で行な
い、同時にワーク５０の他端の内径拡大部５０ｂの加工
とその面取りを第３の回転刃物Ｓ3 で行なう。
【００５７】このようにして端部加工を完了したワーク
５０の両端に、テーパー状のクランプ面６７ａ，６８ａ
を有するワーク保持具６７，６８を押圧してワーク５０
を保持し（図１０の（ｅ）参照）、そのまわりを回転す
る切削工具（バイト）によってワーク５０の外周面を切
削して所定の形状精度に加工する。
【００５８】
【発明の効果】本発明は上述のとおり構成されているの
で、次に記載するような効果を奏する。
【００５９】極めて高い形状精度を有する円筒面を備え
た円筒部材を製造できる。しかも、円筒面を仕上げ加工
する切削装置の設備費やメンテナンスのコストおよびワ
ークの製作費等を削減し、上記円筒部材の製造コストを
大幅に低減できる。
【００６０】このような円筒部材を感光ドラム基体や現
像スリーブに用いることで、画像形成装置の高性能化と
低価格化に大きく貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施例による円筒部材の製造方法を説明する
もので、（ａ）はワークを示す断面図、（ｂ）は切削装
置を示す立面図である。
【図２】一変形例を説明する図である。
【図３】別の変形例を説明する図である。
【図４】さらに別の変形例を説明する図である。
【図５】図１の切削装置によってワークを切削する工程
を説明する図である。
【図６】図１の切削装置によってワークを切削している
ところを示す斜視図である。
【図７】さらに別の変形例を説明する図である。
【図８】旋盤によってワークを切削する場合を説明する
もので、（ａ）は旋盤を示す立面図、（ｂ）は右ワーク
保持具のみを示す部分断面図である。
【図９】切削力を測定する装置を示す図である。
【図１０】フランジ付き現像スリーブを製作する工程を
示す図である。
【図１１】従来例を説明する図である。
【図１２】従来例においてワークに曲がりが発生した場
合を説明するものである。
【符号の説明】
１，５０ ワーク １ａ，１ｂ 端面 １ｃ，１ｄ，５０ａ，５０ｂ 内径拡大部 １ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈ，１０ｃ，１０ｄ 面取り部 １０ａ，１０ｂ，５１ フランジ部材 ２４，２５ 切削工具 ２７，３７ 右ワーク保持具 ２８，３８ 左ワーク保持具 ２７ｅ，２８ｅ，３７ｅ，３８ｅ 把持部 ６７，６８ ワーク保持具

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも一方の端部に周方向の稜線部
    を有する円筒状のワークを製作し、該ワークの前記稜線
    部に対してワーク保持手段のクランプ面を軸方向に押圧
    することによって前記ワークを保持し、その外周面を切
    削する工程によって得られた所定の形状精度の円筒面を
    有する円筒部材。
  2. 【請求項２】 少なくとも一方の端部に周方向の稜線部
    を有する円筒状のワークを製作し、該ワークの前記稜線
    部に対してワーク保持手段のクランプ面を軸方向に押圧
    することによって前記ワークを保持し、その外周面を切
    削する工程を有する円筒部材の製造方法。
  3. 【請求項３】 稜線部が、ワークの端面を面取りするこ
    とによって形成されたものであることを特徴とする請求
    項２記載の円筒部材の製造方法。
  4. 【請求項４】 ワーク保持手段のクランプ面がテーパー
    状であることを特徴とする請求項２または３記載の円筒
    部材の製造方法。
  5. 【請求項５】 所定の軸のまわりに旋回する切削工具に
    よってワークの外周面を切削することを特徴とする請求
    項２ないし４いずれか１項記載の円筒部材の製造方法。
  6. 【請求項６】 所定の軸のまわりにワークを回転させな
    がら切削工具によって前記ワークの外周面を切削するこ
    とを特徴とする請求項２ないし４いずれか１項記載の円
    筒部材の製造方法。
  7. 【請求項７】 ワーク保持手段の押圧力Ｐと切削工具の
    接線方向の切削力Ｆｎを、両者の間に以下の関係が成立
    するように制御することを特徴とする請求項５または６
    記載の円筒部材の製造方法。 Ｐ＞Ｆｎ／μ ここで、μ：ワーク保持手段のクランプ面とワークの間
    の静止摩擦係数
  8. 【請求項８】 所定の軸に沿って円筒状のワークを保持
    するワーク保持手段と、前記所定の軸のまわりを旋回す
    る切削工具によって前記ワークの外周面を切削する切削
    手段を有し、前記ワーク保持手段が、前記ワークの少な
    くとも一方の端部に設けられた周方向の稜線部に押圧さ
    れるクランプ面を備えていることを特徴とする円筒部材
    の製造装置。
  9. 【請求項９】 ワーク保持手段が、径方向の押圧力によ
    ってワークを把持することの自在であるチャック部を備
    えていることを特徴とする請求項７記載の円筒部材の製
    造装置。
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