JP4029001B2 - 現像ローラの製造方法並びにその実施のための装置に付設された反り・曲がり矯正装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置の現像装置に用いられる現像ローラの製法及びその製法を実施するための装置、とりわけマグネットブロックの反り・曲がり矯正装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真その他の、粉体トナーを用いた画像形成方法において、磁気ブラシ現像は周知であり、画像形成装置において広く利用されている。
この種の磁気ブラシ現像では、現像剤担持体外周面に現像剤を磁気吸着させて磁気ブラシを形成し、現像領域（現像剤担持体と像担持体の間で現像可能電界が確保されている領域）において、静電潜像が形成された像担持体と電気的バイアスが印加されたスリーブとの間の電界によって、上記磁気ブラシから対向する像担持体の潜像面へトナーを選択的に供給付着することにより、現像が行われる。
【０００３】
上記現像剤担持体は、通常、円筒状のスリーブ（現像スリーブ）として構成され、このスリーブ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磁石体（磁石ローラ）をスリーブ内部に備えている。穂立ちの際、キャリアが磁石ローラで生じる磁力線に沿うようにスリーブ上に穂立ちすると共に、この穂立ちに係るキャリアに対して帯電トナーが付着される。上記磁石ローラは、複数の磁極を有し、夫々の磁極を形成する磁石が棒状などに構成されていて、特にスリーブ表面の現像領域部分では現像剤を立ち上げる現像主磁極を備えている。上記スリーブと磁石ローラの少なくとも一方が動くことでスリーブ表面に穂立ちを起こした現像剤が移動するようになっており、現像領域に搬送された現像剤は上記現像主磁極から発せられる磁力線に沿って穂立ちを起こし、この現像剤のチェーン穂は撓むように像担持体表面に接触し、接触した現像剤のチェーン穂が像担持体との相対線速差に基づいて静電潜像と擦れ合いながら、トナー供給を行う。
【０００４】
従来の磁気ブラシ現像装置において、従来相対するものと考えられていた画像濃度を高くするための現像条件と低コントラスト画像を良好に得るための現像条件とを高いレベルで満足させ、全濃度域にわたって良質な画像を得るための現像装置等を本願出願人は先に提案してした（特開２０００−３０５３６０）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の本願出願人が先に提案した現像装置（Slic現像装置と称する）においては、現像ローラの現像極（主極部）は極間角度が従来の現像ローラに比べて狭い（現像主磁極の半値幅として例えば２２度以下となるように主磁極と補助極が配置される。半値幅とは、法線方向の磁力分布曲線の最高法線磁力（頂点）の半分の値を指す部分の角度幅。）ため、マグネット材料に高いピーク磁束密度が要求されるだけでなく、主極部の組み立て精度が従来よりも高く要求されている。
【０００６】
ここで現像ローラを構成する従来の磁石ローラの製造方法について説明する。図１２に示す磁石ローラの製造方法は、金属又は樹脂からなる芯金一体型のホルダに、汲み上げ極、搬送極、現像極等を構成する焼結マグネット（フェライトブロック）を所定位置に貼り付けるものである。これを本願出願人が先に提案したSlic現像装置の現像ローラに適用することを考えると、芯金一体型のホルダに現像極（本来の主磁極とその両側に位置し主磁極の磁力形成を補助する補助極）を構成する３つの希土類マグネットブロックと現像極以外の磁極を構成する複数のフェライトブロックとを貼り付けることになる。この場合のメリットは磁極の位置精度が高いことであり、デメリットはマグネットブロックを貼り付ける部品のコストが高く、また工数が多く製造コストが高いことである。
【０００７】
図１３に示す磁石ローラの製造方法は、芯金に汲み上げ極、搬送極、現像極等を構成する複数のマグネット（フェライトブロック）を貼り付けるものである。これを提案の現像ローラに適用すると、芯金に現像極を構成する３つの希土類マグネットブロックを貼り付けたフェライトブロックと現像極以外の磁極を構成する複数のフェライトブロックとを貼り付けて磁石ローラとすることとなる。この場合のメリットは工数がほぼ上記第一例の場合と同様で、その製法と比べて芯金のコストが安いということである。しかしながら、全体的に磁極位置精度の確保が難しく、現像極を形成するフェライトブロックも複雑な形状となるため成形品形状に高精度が要求されることである。
【０００８】
図１４に示す現像ローラの製造方法には、射出成型と押出成型とがあるが、特徴としては円周方向で一体形状をしている。提案の現像ローラに適用すると、フェライトマグネット成形品であるマグネットロールの現像極に相当する部分に３つの希土類マグネットブロックを貼り付けて磁石ローラとすることとなる。射出成型のメリットとして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。また押出成型のメリットとして加工タクトが短い反面デメリットとして成形品特性の制御が困難であることが挙げられる。
【０００９】
また以上のような従来の磁石ローラ製造方法を、Slic現像装置の磁石ローラに適用する場合、いずれにせよ、主極部の極間角度が狭くマグネット材料に高い磁気特性が必要であり、また主極部の精度が従来の磁石ローラに比べて高い精度が要求されるため、磁石ローラの製造が難しく、製作コストが嵩むという問題があった。特にこれまでは、希土類マグネットの反りや曲がりの影響による設備での搬送トラブル（希土類マグネットの引っ掛かり等）の問題、治具セット時の作業性の悪さに起因するタクトオーバーによる生産性低下の発生原因や及び現像ローラ（磁石ローラ）溝部に希土類マグネットを接着剤にて接合する際の固定具による位置決め時でのバリ・カス・異物付着などの原因となるために掴みしろがとれず、そのために希土類マグネットの反りや曲がりを矯正できない問題、それに伴って固定具の位置決めが難しい問題、接合時の位置決め又は接合後の真直度、円周方向の位置精度等に影響があり、不良を発生させ設備停止等のトラブルを招き、結果として生産効率が悪くなるといった問題があった。
【００１０】
そこで本発明は、磁石ローラ、ひいては現像ローラの製作時に保管状態・搬送状態・製作条件に起因して発生する希土類ブロックの反りや曲がりを矯正し、現像ローラ溝部に希土類マグネットを接合する際の位置決め精度、接合後の真直度、ローラ円周方向の位置精度の向上を図り、生産効率も上げることを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、本発明により、非磁性スリーブの内部に磁石ローラを配置した現像ローラであって、上記磁石ローラが、現像極以外の磁気特性を形成しブロック埋め込み用溝を少なくとも一本長手方向に沿って有した略円筒状マグネットと、上記溝に接合され現像極を形成する少なくとも一つのマグネットブロックとからなるような現像ローラの製造方法において、上記マグネットブロックの長手方向両端に段差が形成されており、平坦なベース面に載置されたマグネットブロックを上方から押圧して反りを矯正し、更に長手方向側方からマグネットブロックを挟持固定すると共に、当該マグネットブロックの両端を上記段差で保持しながら、上記略円筒状マグネットへ移動して、当該マグネットブロックを上記溝に接合することにより、解決される。
【００１２】
上記のような現像ローラの製造方法を実施するための装置に備えられる長尺ブロックの反り・曲がり矯正装置にあっては、平坦な上面を有し当該上面に長尺ブロックを載置するベース体と、載置された長尺ブロックを上方から押さえる押圧プレートと、長尺ブロックをその長手方向側方から水平に挟持固定する固定手段と、長尺ブロックの両端に係止する把持手段とを備えて構成されることとなる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を以下に説明する。現像ローラは以下詳述される製造方法で製作される磁石ローラを円筒スリーブの内部に配設して完成するものである。先ず、その現像ローラの構成について述べる。この現像ローラは図１に示されている。現像ローラのスリーブ４５内には、現像スリーブの周表面に現像剤の穂立ちを生じるように磁界を形成する磁石ローラが固定状態で備えられている。この磁石ローラの主磁極として、現像ローラ軸方向に延びる棒状ブロックの希土類マグネット４１が配置され、現像ローラに対して法線方向に磁化されている。希土類マグネットは幅が狭く且つ高い磁気特性を得るために例えばＢｒ＞０．５Ｔ（テスラ）の材料を用いて射出成形又は押出成形にて製造されたもので、多くはＮｅ系（Ne-Fe-B等）又はＳｍ系（Sm-Co、Sm-Fe-N等）の磁性紛を高分子化合物に分散させたものである。高分子化合物としては６ＰＡもしくは１２ＰＡ等のＰＡ（ポリアミド）系材料、ＥＥＡ（エチレン・エチル共重合体）又は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することができる。
【００１４】
主磁極の希土類マグネット４１に隣接する両側補助極として、フェライト粉と高分子化合物を混合した在来型プラスチックマグネットに比べて透磁率の高い磁性体４２が配置されている。そのような磁性体を得るため、高透磁率フェライト（あるいは当該フェライトと磁性体として等価のもの）を採用することができ、例えば日立金属株式会社製のＭＰ１５ＴやＭＴ１０Ｔがこれに該当する。これら材料をそのままマグネットブロックとして用いてもよいが、従来型のプラスチックマグネットの製法と同じく磁性粉に高分子化合物を混合させるようにして得てもよい。このような透磁率の高い磁性体の配置のため図１に示す磁束の流れが発生して所望の３極波形が得られることになる。現像極の３極ともに希土類マグネットを用いることは当然ながら可能である。いずれにせよ、Slic現像の場合、例えばφ１６ｍｍ〜φ２０ｍｍの現像ローラであるならば、スリーブ表面の磁束密度として８０〜９０ｍＴ必要とされ、現像極の希土類マグネット形状としては、構成上、断面で幅２ｍｍ、高さ３ｍｍ程度の大きさに収める必要がある。
【００１５】
これら主磁極と補助極でなる現像極は、基準面付き芯金４６を挿入した略円筒形状のフェライトマグネットロール４７に接合されている。フェライトマグネットロール４７は、現像極以外の磁気特性を形成する部分であり、射出成形あるいは押出成形により製造したものである。材料としてはフェライト系磁性粉に高分子化合物を混合したものである。フェライト系磁性粉としてはＳｒフェライトないしＢａフェライトを用い、高分子化合物としては希土類マグネットのところで説明したプラスチックやゴムを使用することができる。フェライトマグネットロール４７は、現像スリーブ４５上に現像剤を汲み上げるための汲み上げ極（図１においてスリーブ４５の左斜め下方向に広がるＮ極）と、汲み上げられた現像剤を現像領域まで搬送するための搬送極（現像極の上流側：図の左側に広がるＳ極）と、現像後の領域で現像剤を搬送する磁極（現像極の下流側：図の右側のＳ極）を有している。図１は、現像ローラ半径方向（法線方向）の磁力分布とその大きさを破線により示している。
【００１６】
次に磁石ローラの製造方法を説明する。先ず理解の容易化のため、従来の磁石ローラ製造プロセスのための構成を図２にしたがい説明する。現像極を構成する希土類マグネットブロック４０を受けて保持する受け部１がベースとして存在する。この受け部１に載せられた希土類ブロック４０を、受け部１表面に平行な方向から把持する固定手段（ブロック長手方向に複数個存在し得る）があり、この固定手段は一般に基準側固定具２と開閉側固定具３とを備えて構成されている。基準側固定具３の代わりに、突き当てガイドブロックを備えることもできる。そして受け部１に載せられ固定手段で把持された希土類ブロック４０を上方から押さえる押圧プレート４があって、希土類ブロックの反りの矯正が図られる。これに対して、本発明に係る磁石ローラの製造プロセスのための構成は、図３に示すように、希土類ブロック４０を受けて保持する受け部１（図示のように希土類マグネットの長手方向に沿って存在するガイドを備えていてもよい）、希土類ブロック４０を水平方向で保持する固定手段たる基準側固定具２と開閉側固定具３、希土類ブロック４０を上方から押さえる押圧プレート４の他に、希土類ブロック４０の長手方向端部を係止する固定具５を備えている。
【００１７】
この固定具５による係止の便に供するため、現像主磁極、場合によっては更に当該主磁極磁力形成補助極を形成する希土類マグネット４０は、図４に示すように、長手方向（あるいは軸線方向）両端部（丸で囲まれ強調された領域）に下側が切り欠けた段差形状を有し、確実に係止・把持されるように高精度に加工されている。
【００１８】
このような希土類マグネットブロックをマグネットロールに取り付けることで磁石ローラが構成される。その取り付けにあたっては、図５に示すように、基準面付き芯金４６を挿入した略円筒形状のマグネットロール４７の長手方向に切られた溝４８に希土類ブロック４０が嵌め込まれて接着剤により固定される。溝４８の底面に形成された切欠部４９は、希土類ブロック取り付けに際して事前に塗布された接着剤が希土類ブロック押し付けで溝から外へはみ出るのを防止するための、接着剤逃がし部として供せられるものである。なお、図５では、希土類ブロックが一つだけ描かれているが、これは図示の簡略化のためでもあり、またSlic現像装置の現像ローラとしては、現像主磁極の他に、主磁極磁力形成補助極が一つ又は二つ存在したタイプ（二つ存在したタイプは図１の構成である）がある他、現像主磁極のみ存在するタイプのものもあることを例示的に示すためである。
【００１９】
磁石ローラの製造にあたり、図６に示すように、先ず希土類ブロック４０を受け部１上で、そのガイド間に載置し固定する。受け部１上に載置された希土類ブロック４０を、図７に示すように、上方から押圧プレート４で押さえ付ける。そして図８に示すように、希土類ブロック４０を、水平方向で把持する基準側固定具２と開閉側固定具３によって挟持すると共に、希土類ブロックの長手方向端部段差部で把持・係止する第三の固定具５によって挟持して押圧プレート側へ固定する。基準側固定具の代わりに突き当てガイドブロックを利用し得ることは既述した。
【００２０】
以上のように、希土類ブロック４０を、その側面と長手方向端部とで保持固定して、図９に示すように受け部１から持ち上げ、マグネットロールへの接合サイトへ移動する。当該接合サイトでは、図１０に示すように、マグネットロール４７の溝４８底面に予め接着剤を塗布して、固定具２，３，５及び押圧プレート４で保持固定された希土類ブロック４０を溝４８に押し付けて接合する。希土類ブロック４０を溝４８に押し付け接合した後、固定具２，３，５を開放し、しかる後に押圧プレート４を上昇させて、磁石ローラ製造プロセスを完了する（図１１）。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、希土類マグネットブロックの反りや曲がりを矯正でき、磁石ローラの溝部に当該ブロックを接合する際の位置決め精度を高めることができ、また接合後の磁石ローラ（現像ローラ）の真直度、円周方向の位置精度の向上が可能となって、また現像ローラ製造の際の生産効率も上がる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る製造方法により製造されるべき現像ローラを、その磁束密度分布と共に示す断面構成図である。
【図２】従来のマグネットブロック把持構成を示す図である。
【図３】本発明に係るマグネットブロック把持構成を示す図である。
【図４】マグネットブロックの両端部に段差があることを示す図である。
【図５】マグネットロールへマグネットブロックを装着した場合の位置関係を示す図である。
【図６】反り・曲がり矯正サイトにマグネットブロックを設置することを説明する図で、ａは端面を、ｂは長手方向面である。
【図７】反り・曲がり矯正サイトにおける押圧プレートによるマグネットブロック押し付けを説明する図で、ａは端面を、ｂは長手方向面である。
【図８】押し付けられたマグネットブロックを挟持固定することを説明する図で、ａは端面を、ｂは長手方向面である。
【図９】把持固定されたマグネットブロックを受け部から持ち上げることを説明する図で、ａは端面を、ｂは長手方向面である。
【図１０】把持固定されたマグネットブロックをマグネットロールの溝に嵌合することを説明する図で、ａは端面を、ｂは長手方向面である。
【図１１】マグネットブロックのマグネットロール溝への接合が完了したことを説明する図で、ａは端面を、ｂは長手方向面である。
【図１２】従来の現像ローラの構成例を示す概略図である。
【図１３】従来の現像ローラの別の構成例を示す概略図である。
【図１４】従来の現像ローラの更に別の構成例を示す概略図である。
【符号の説明】
１ 受け部
２ 基準側固定具
３ 開閉側固定具
４ 押圧プレート
５ 第三の固定具
４０ マグネットブロック

Claims (2)

1. 非磁性スリーブの内部に磁石ローラを配置した現像ローラであって、上記磁石ローラが、現像極以外の磁気特性を形成しブロック埋め込み用溝を少なくとも一本長手方向に沿って有した略円筒状マグネットと、上記溝に接合され現像極を形成する少なくとも一つのマグネットブロックとからなるような現像ローラの製造方法において、
   上記マグネットブロックの長手方向両端に段差が形成されており、平坦なベース面に載置されたマグネットブロックを上方から押圧して反りを矯正し、更に長手方向側方からマグネットブロックを挟持固定すると共に、当該マグネットブロックの両端を上記段差で保持しながら、上記略円筒状マグネットへ移動して、当該マグネットブロックを上記溝に接合することを特徴とする現像ローラ製造方法。
2. 請求項１に記載の現像ローラ製造方法を実施するための装置に備えられる長尺ブロックの反り・曲がり矯正装置にして、平坦な上面を有し当該上面に長尺ブロックを載置するベース体と、載置された長尺ブロックを上方から押さえる押圧プレートと、長尺ブロックをその長手方向側方から水平に挟持固定する固定手段と、長尺ブロックの両端に係止する把持手段とを備えて構成されることを特徴とする反り・曲がり矯正装置。

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