JP2005250007A - 現像ローラ、その製造方法および製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 現像ローラの製造工程における希土類マグネットブロック固定時の接着剤の溢れを防止することにより、高精度で低コストの現像ローラとその製造方法および製造装置を提供することを課題とする。
【解決手段】 プラスチックマグネットと希土類マグネットブロックをはめ合わせて接着固定する際、希土類マグネットブロックが台形形状となっているため、希土類マグネットブロックと溝の垂直面との間の隙間に接着剤が溜まり、接着剤溢れを抑えることができる。さらに、プラスチックマグネットと溝壁との間にエアーブローを供給することで、より確実に溢れ防止を行うことができる。
【選択図】 図８

Description

本発明は、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る現像ローラ、現像方法および現像装置に関する。詳しくは、トナー及び磁性粒子からなる二成分現像剤を用いて像担持体に形成された潜像を現像する現像装置の現像ローラ、現像方法および現像装置に関する。

従来の２成分現像装置における画像上の問題点を解決する手段として、ＳＬＩＣ現像装置がある。ＳＬＩＣ現像装置は、トナーで形成される磁気ブラシが現像ローラ長手方向に対し均一に穂立ちを起こして、潜像担持体に接触するように構成された現像ローラを有しており、その概略構成は図４に示すとおりである。

ＳＬＩＣ現像ローラについて、従来から用いられている主なローラ構成及び製造方法を図１、２、３に示す。
図１に示す製造方法Ａは、金属または樹脂からなる部品に焼結マグネットを貼り付ける方法で、メリットとして磁極の位置精度が良い反面、デメリットとしてマグネットを貼り付ける部品のコストが高くまた工数が多くなる。
図２に示す製造方法Ｂは、芯金にマグネットを貼り付ける方法であり、Ａと比べて芯金のコストが安いメリットがあるが、磁極位置精度は高くないため成型品形状に高精度が要求されること、またＡ同様工数が多くなるデメリットを持つ。
図３に示す製造方法Ｃには、射出成形と押出成形があるが、特徴としては円周方向で一体形状をしている。射出成形のメリットとしては高磁力が得やすく磁極位置等比較的安定した特性が得られるが、設備が煩雑となり加工タクトもかかる。また押出成形のメリットとしては加工タクトが短い反面デメリットして成形品特性の制御が困難である事が挙げられる。

また、上記従来から考えられるＳＬＩＣ現像ローラ製造方法の共通の問題点として、従来は、希土類マグネットブロックを軸方向にチャックして、接着剤により貼り付けていたが、希土類マグネットブロックの貼り付け位置がプラスチックマグネットの溝壁側で貼り付ける時、接着剤があふれてチャックに廻り込み、希土類マグネットブロックと貼り付いてしまうという問題が発生していた。図５に、その状態を示す。

また、従来技術としては、ＳＬＩＣ現像には無関係だが、希土類マグネットを用いた現像装置関連の技術として、特許文献１、特許文献２がある。
特許文献３には、円筒形状部品溝に接着剤を塗布し、接着剤の漏れを防止する技術が記載されているが、上記発明は円筒形状部品の円周方向に溝を設け、そこに接着剤を塗布して、別の部品に固定しようとするもので、本発明とは溝の形状が異なる。

特開平１０−０４１１２８号公報 特許０２８６１６８１号公報 特開平０６−１６１２５０号公報

上記事情に鑑み、本発明は、ＳＬＩＣ現像ローラの製造工程における希土類マグネットブロック固定時の接着剤の溢れを防止することにより、高精度で低コストの現像ローラとその製造方法および製造装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明は以下の特徴を有している。
請求項１に記載の現像ローラでは、ＳＬＩＣ現像装置に用いる現像ローラであって、
磁性粉と高分子化合物を混合したいわゆるプラスチックマグネットからなる円筒形状ローラの現像極に相当する部分に相反する２極以上の希土類マグネットを隣接して埋込んだ構成をもつ現像ローラにおいて、前記現像ローラは、円筒形状ローラの現像極部の軸方向に矩形断面の溝を備えるとともに、希土類マグネットの断面形状を台形形状とすることを特徴とする。
請求項２に記載の現像ローラ製造方法では、前記製造方法は、希土類マグネットと前記溝との間にエアーブローをしながら，希土類マグネットを溝形状に接着貼付けすることを特徴とする。

請求項３に記載の現像ローラ製造方法では、さらに、エアーブローの方向は、希土類マグネットを貼り付ける溝の底面と直交する方向とすることを特徴とする。
請求項４に記載の現像ローラ製造方法では、さらに、湿度３０％〜１００％のエアーを用いてエアーブローすることを特徴とする。
請求項５に記載の現像ローラ製造装置では、希土類マグネットをチャックするチャック部の傾斜角度は、希土類マグネットと同一の傾斜角度を備えることを特徴とする。
請求項６に記載の現像ローラ製造装置では、さらに、前記現像ローラ製造装置は、チャック部にエアーブローの抜き穴を備えることを特徴とする。

以上説明したように、本発明は、上記解決するための手段によって、本発明の現像ローラおよび現像方法では、ＳＬＩＣ現像ローラの製造工程における、希土類マグネットブロック固定時の接着剤の溢れを防止することができ、希土類マグネットブロックとチャックが貼り付くことがなくなり、動作不良が生じて装置が停止することなく、高精度の現像ローラを低コストで製造することができる。
さらに、本発明の製造方法では、加湿エアーブローにより接着剤硬化の時間を短くでき、加工タクトが短縮され、生産性を向上させることができる。
さらに、本発明の製造装置では、台形形状の希土類マグネットブロックを安定して保持することができ、安定した加工品質を得ることができる。

本発明では、従来の製造方法における前記問題点を解決する手段として、現像極以外の磁気特性を形成する部分のフェライトマグネットを、現像極部に所望の磁力を得るのに必要な量の希土類マグネットブロックを固定するための溝を軸方向に持つ形状に、射出成形及び押出成形にて製造し、原料としてはＳｒもしくはＢａからなる磁性粉に高分子化合物を混合した、プラスチックマグネットもしくはゴムマグネットを用い、また、高分子化合物としては６ＰＡもしくは１２ＰＡ等のＰＡ系材料、ＥＥＡ(エチレン・エチル共重合体)、ＥＶＡ(エチレン・ビニル共重合体)等のエチレン系化合物、ＣＰＥ(塩素化ポリエチレン)等の塩素系材料、ＮＢＲ等のゴム材料を使用し、また、現像極部のマグネットブロックは、Ｎｅ系（Ｎｅ−Ｆｅ−Ｂ等）またはＳｍ系（Ｓｍ−Ｃｏ、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ等）の希土類マグネットとする。

さらに、本発明の希土類マグネットブロックは台形形状（図６）であり、プラスチックマグネットの溝部に接着剤（例えばシアノアクリレート系接着剤）を塗布し、プラスチックマグネットと希土類マグネットブロックをはめ合わせて固定する際、希土類マグネットブロックが台形形状となっているため希土類マグネットブロック固定面と直行するプレスチックマグネット面との間に隙間ができ（図７）、かつ、プラスチックマグネットと溝部との間に向けてエアーブローを吹き込むことで、接着剤あふれが防止できるため、希土類マグネットブロックとチャックが貼り付くことなく所望の現像ローラを得ることができる。

図４は、ＳＬＩＣ現像ローラの構成の一例を示す概略図である。
図４中のフェライトマグネットは現像極以外の磁気特性を形成する部分であり、射出成形及び押出成形にて製造したものである。原料としてはＳｒもしくはＢａからなる磁性粉に高分子化合物を混合した、プラスチックマグネットもしくはゴムマグネットを用いることが多い。また、高分子化合物としては６ＰＡもしくは１２ＰＡ等のＰＡ系材料、ＥＥＡ(エチレン・エチル共重合体)、ＥＶＡ(エチレン・ビニル共重合体)等のエチレン系化合物、ＣＰＥ(塩素化ポリエチレン)等の塩素系材料、ＮＢＲ等のゴム材料が使用できる。

また、現像極部のマグネットは幅が狭く、且つ高い磁気特性を得るためにＢｒ＞０．５Ｔの材料を用いることが望ましく、多くはＮｅ系（Ｎｅ−Ｆｅ−Ｂ等）またはＳｍ系（Ｓｍ−Ｃｏ、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ等）の希土類マグネットもしくはこれらのマグネット粉を上記と同様の高分子化合物と混合したプラスチックマグネットもしくはゴムマグネットを用いることができる。更に、ＳＬＩＣ現像の場合、例えばφ１６〜φ２０の現像ローラであると、スリーブ表面の磁束密度として８０〜９０ｍＴが必要となり、現像極部の希土類マグネット形状としては構成上、巾２ｍｍ・高さ３ｍｍ程度の大きさに収める必要がある。この場合、マグネットブロックの材料特性としてはＢｒ＞０．５Ｔであることが望ましい。

図６は、本発明の一実施例を示す希土類マグネットブロックの断面図である。
図７は、接着剤の溢れ防止として、希土類マグネットブロックの形状を台形とした場合の接着剤の状態を示す図である。
本発明の現像ローラでは図６、図７に示すように、プラスチックマグネットと希土類マグネットブロックをはめ合わせて接着固定する際、希土類マグネットブロックが台形形状となっているため、希土類マグネットブロックと溝の垂直面との間の隙間に接着剤が溜まり、接着剤溢れを抑えることができる。

図８は、接着剤の溢れ防止として、さらにエアーブローを加えた場合の作業状態を示す図である。
本発明の現像ローラ製造方法では、図８に示すように、プラスチックマグネットと溝壁との間にエアーブローを供給することで、接着剤の溢れを抑えることが可能である。
また、本発明の現像ローラ製造方法では、現状加工タクトを考慮して、シアノアクリルレート系の瞬間接着剤を使用している。この接着剤の水分を吸収することで反応を起こし硬化する特徴を生かし、エアーブローも加湿されたエアーブローを用いることで、接着剤溢れ低減だけでなく、接着剤の硬化を促進させることにより加工タクトの短縮を可能とする。

図９は、本発明の希土類マグネットブロックのチャック形状を示す図である。
本発明の現像ローラ製造方法では、接着剤溢れ防止対策として、希土類マグネットブロックの形状を台形形状に変更している。この形状の特徴を生かし、図９に示すように、希土類マグネットブロックを把持するチャック形状も台形と同じテーパーにすることで、把持面積をＵＰし、落下のない確実な把持により、作業の信頼性向上と部品の位置決め精度向上が可能となる。

本発明の現像ローラ製造方法では、前記接着剤溢れ防止のためのエアーブローを、プラスチックマグネットと溝壁との間に確実に供給するために、チャック部に複数以上のエアーブローが通る抜き部を設けることで、接着剤溢れ防止をより確実なものとしている。

図１０は、本発明の一実施例を示すマグネットローラの製造装置の構成概略図および作業工程図である。
本発明の現像ローラ製造装置は、プラスチックマグネットの貼付け溝部底面に接着剤を塗布する塗布装置、希土類マグネットを固定するためのチャック、チャックした希土類マグネットをプラスチックマグネットの溝部の上に搬送する搬送装置、希土類マグネットをプラスチックマグネットに押圧するための押圧プレート、接着時にプラスチックマグネットと溝壁との間にエアーブローを供給する装置から構成される。

本発明の現像ローラ製造装置の動作を図１０に基づいて説明する。
プラスチックマグネットをセットし、希土類マグネットを取り付ける溝部に接着剤、例えばシアノアクリレート系接着剤を塗布する。次に、希土類マグネットをチャックし、プラスチックマグネットの溝部に取り付け、押圧プレートにより、希土類マグネットを押し付けて固定する。この動作と同時に、マグネットブロックと溝壁との間にエアーブローを供給する。そして、接着剤が硬化する設定時間後、希土類マグネットのチャックを開放し、上方に退避する。
本発明の現像ローラ製造装置により、接着剤溢れ、希土類マグネットの落下を防止して、高精度の現像ローラの製造と作業信頼性の向上が可能となる。

製造方法Ａ：芯金一体ホルダにフェライトおよび希土類マグネットブロックを貼りつけるタイプのマグネットローラ製造方法を示す図である。 製造方法Ｂ：芯金にフェライトマグネットブロックおよび希土類マグネットブロックを貼りつけたフェライトマグネットブロックを貼りつけるタイプの製造方法を示す図である。 製造方法Ｃ：フェライトマグネット成型品に希土類マグネットブロックを貼りつけるタイプの製造方法を示す図である。 ＳＬＩＣ現像ローラの構成の一例を示す概略図である。 希土類マグネットの接着工程における接着剤の溢れによる不具合状態の模式図である。 本発明の一実施例を示す希土類マグネットブロックの断面図である。 接着剤の溢れ防止として、希土類マグネットブロックの形状を台形とした場合の接着剤の状態を示す図である。 接着剤の溢れ防止として、さらにエアーブローを加えた場合の作業状態を示す図である。 希土類マグネットブロックのチャック形状を示す図である。 本発明の一実施例を示すマグネットローラの製造装置の構成概略図および作業工程図である。

Claims (6)

1. 現像装置に用いる現像ローラであって、
   磁性粉と高分子化合物を混合したいわゆるプラスチックマグネットからなる円筒形状ローラの現像極に相当する部分に相反する２極以上の希土類マグネットを隣接して埋込んだ構成をもつ現像ローラにおいて、
   前記現像ローラは、円筒形状ローラの現像極部の軸方向に矩形断面の溝を備えるとともに、
   希土類マグネットの断面形状を台形形状とする
   ことを特徴とする現像ローラ。
2. 現像装置に用いる現像ローラの製造方法であって、
   磁性粉と高分子化合物を混合したいわゆるプラスチックマグネットからなる円筒形状ローラの現像極に相当する部分に、相反する２極以上の希土類マグネットを隣接して埋込んだ構成をもち、
   円筒形状ローラの現像極部の軸方向に矩形断面の溝を備えるとともに、
   希土類マグネットの断面形状を台形形状とする
   現像ローラの製造方法において、
   前記現像ローラ製造方法は、希土類マグネットと前記溝との間にエアーブローをしながら，希土類マグネットを溝形状に接着貼付けする
   ことを特徴とする現像ローラ製造方法。
3. 請求項２に記載の現像ローラ製造方法において、
   エアーブローの方向は、希土類マグネットを貼り付ける溝の底面と直交する方向とする
   ことを特徴とする現像ローラ製造方法。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の現像ローラの製造方法において、
   前記現像ローラ製造方法は、湿度３０％〜１００％のエアーを用いてエアーブローする
   ことを特徴とする現像ローラ製造方法。
5. 請求項１に記載の現像ローラの製造装置、または、請求項２ないし４のいずれかに記載の現像ローラ製造方法を用いる現像ローラの製造装置において、
   希土類マグネットをチャックするチャック部の傾斜角度は、希土類マグネットと同一の傾斜角度を備える
   ことを特徴とする現像ローラ製造装置。
6. 請求項５に記載の現像ローラの製造装置において、
   前記現像ローラ製造装置は、チャック部にエアーブローの抜き穴を備える
   ことを特徴とする現像ローラ製造装置。

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