(57)【要約】【課題】リークを生じにくい現像ローラーを製造可能な製造装置を提供する。【解決手段】本発明の現像ローラーの製造装置４は、表面に周期的に溝部３７１が形成され溝部３７１の内側にトナーを担持可能なシャフト３０ａが挿通されておりシャフト３０ａよりも導電率が低い熱収縮チューブ３０ｃを加熱する加熱部４４〜４６と、熱収縮チューブ３０ｃとシャフト３０ａとの間の内部領域Ａ１における圧力を熱収縮チューブ３０ｃのシャフト３０ａと反対側の外部領域Ａ２における圧力よりも低くする圧力調整部と、を含んでいる。【選択図】図５
2010164850.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に周期的に溝部が形成され該溝部の内側にトナーを担持可能なシャフトを用意するとともに前記シャフトよりも導電率が低い熱収縮チューブに前記シャフトを挿通する準備工程と、
前記準備工程の後に前記熱収縮チューブと前記シャフトとの間の内部領域における圧力を前記熱収縮チューブの前記シャフトと反対側の外部領域における圧力よりも低くするとともに前記熱収縮チューブを加熱して収縮させて前記シャフトを被覆する被覆工程と、を含んでいることを特徴とする現像ローラーの製造方法。
【請求項２】
前記被覆工程では、前記内部領域のガスを前記熱収縮チューブの外部に排気する処理を含んで、該内部領域の圧力を前記外部領域の圧力よりも低くすることを特徴とする請求項１に記載の現像ローラーの製造方法。
【請求項３】
前記被覆工程では、前記外部領域の圧力を加圧する処理を含んで、前記内部領域の圧力を該外部領域の圧力よりも低くすることを特徴とする請求項１又は２に記載の現像ローラーの製造方法。
【請求項４】
表面に周期的に溝部が形成され該溝部の内側にトナーを担持可能なシャフトが挿通されており前記シャフトよりも導電率が低い熱収縮チューブを加熱する加熱部と、
前記熱収縮チューブと前記シャフトとの間の内部領域における圧力を前記熱収縮チューブの前記シャフトと反対側の外部領域における圧力よりも低くする圧力調整部と、を含んでいることを特徴とする現像ローラーの製造装置。
【請求項５】
前記圧力調整部は、前記シャフトにおいて前記溝部が形成された領域の少なくとも一部を囲む部分の前記内部領域のガスを前記熱収縮チューブの外部に排気する減圧部を含んでいることを特徴とする請求項４に記載の現像ローラーの製造装置。
【請求項６】
前記減圧部は、
前記シャフトが挿通された前記熱収縮チューブの両端部の各々を収容する一対の端部収容室と、
前記一対の端部収容室の少なくとも一方の内部のガスを排気する排気装置を含んでいることを特徴とする請求項５に記載の現像ローラーの製造装置。
【請求項７】
前記圧力調整部は、前記シャフトにおいて前記溝部が形成された領域の少なくとも一部を囲む部分の前記外部領域を加圧する加圧部を含んでいることを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項に記載の現像ローラーの製造装置。
【請求項８】
前記加圧部は、前記シャフトが挿通された前記熱収縮チューブの両端部を除いた部分を収容する中央部収容室と、
前記中央部収容室の内部にガスを供給するガス供給装置と、を含んでいることを特徴とする請求項４〜７のいずれか一項に記載の現像ローラーの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像ローラーの製造方法、現像ローラーの製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複写機やプリンター等の電子写真方式の画像形成装置が知られている。電子写真方式の画像形成装置は、感光ドラムや感光ドラムの表面を帯電させる帯電装置、帯電した感光ドラムに潜像を形成する書込装置、潜像に対応させて感光ドラムにトナーを付着させる現像装置、感光ドラムに付着したトナーを転写する転写装置等を含んでいる。
【０００３】
現像装置は、感光ドラム表面に近接して回転する現像ローラー、トナーを帯電させるとともに現像ローラー表面に一様にトナーを付着させる規制ブレード等を含んでいる。現像ローラーが回転すると、現像ローラー表面の一部が順に感光ドラム表面に近接する。感光ドラム表面に近接した現像ローラー表面のトナーは、現像ローラーと感光ドラムとの間の電界により飛翔して感光ドラムに付着する。
【０００４】
現像ローラーの表面には、トナーを良好に担持可能にするために、凹凸が設けられている。凹凸を設ける手法の１つとして、現像ローラーの表面をブラスト処理する手法が知られている。ブラスト処理により形成された凹凸は、規制ブレードとの接触により磨耗しやすいこと、帯電性が不均一になりやすいこと等の不都合がある。このような不都合を解決する技術として、特許文献１に記載されている技術が挙げられる。
【０００５】
特許文献１の画像形成装置において、現像ローラー表面には転造加工により複数の溝部が周期的に形成されており、溝部の内側にトナーを担持可能になっている。ブラスト処理による凹凸と比較して、現像ローラーの溝部間の表面に尖った構造がなくなり、現像ローラーの耐摩耗性が格段に改善される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１１６５４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
転造加工により溝部が形成された現像ローラーを用いれば、現像装置を長寿命にすることができるが、一方で現像ローラーと感光ドラムとの間でリークが生じやすくなってしまう。これは、溝部に起因して周期的にエッジが存在することや溝部間の凸部上の面積が大きいこと等に起因すると考えられる。リーク部分では現像ローラーと感光ドラムとの間の電界が弱くなり、トナーを感光ドラムに良好に付着させることができなくなってしまう。
【０００８】
リーク防止の手法として、現像ローラー表面にリーク防止用の被覆膜を塗装により形成することが考えられる。しかしながら、塗装により被覆膜を形成すると、現像ローラー表面が曲面になっており塗料が流動するので、被覆膜の厚みを均一にすることが難しい。また、溝部間の凸部から溝部内に塗料が流動することにより、被覆膜の厚みが凸部上で溝部内よりも薄くなりやすい。凸部は凹部よりも感光ドラムに接近する部分であり、この部分で厚みが相対的に薄いので、リークを防止する効果が薄れてしまう。凹部はトナーが担持される部分であるが、凹部内の厚みが相対的に厚いのでトナーを静電吸着させる力が弱まり、トナーを良好に担持させることができなくなる。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑み成されたものであって、リークを生じにくい現像ローラーの製造方法を提供することを目的の１つとする。また、リークを生じにくい現像ローラーを製造可能な製造装置を提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の現像ローラーの製造方法は、表面に周期的に溝部が形成され該溝部の内側にトナーを担持可能なシャフトを用意するとともに前記シャフトよりも導電率が低い熱収縮チューブに前記シャフトを挿通する準備工程と、前記準備工程の後に前記熱収縮チューブと前記シャフトとの間の内部領域における圧力を前記熱収縮チューブの前記シャフトと反対側の外部領域における圧力よりも低くするとともに前記熱収縮チューブを加熱して収縮させて前記シャフトを被覆する被覆工程と、を含んでいることを特徴とする。
【００１１】
被覆工程において、熱収縮チューブとシャフトとの間の領域である内部領域の圧力を、熱収縮チューブに対してシャフトと反対側の領域である外部領域の圧力よりも低くするので、熱収縮チューブが内部領域と外部領域との圧力差によりシャフト側に押し付けられる。熱収縮チューブをシャフト側に押し付けるとともに加熱して収縮させるので、シャフト表面の溝部に追従させて熱収縮チューブによりシャフト表面を被覆することができる。熱収縮後の熱収縮チューブの肉厚は、熱収縮前の熱収縮チューブの肉厚及び収縮率により定まる。熱収縮前の熱収縮チューブの肉厚及び収縮率は予め選択しておくことができるので、熱収縮後の熱収縮チューブの肉厚を所望の厚みにすることができ、シャフト表面を均一な厚みで被覆することができる。被覆された溝部がトナーを担持可能な凹部となり、現像ローラーを製造することができる。
【００１２】
以上のように本発明によれば、シャフトよりも導電率が低い熱収縮チューブによりシャフトを均一な厚みで被覆することができ、良好にトナーを担持可能であるとともにリークを生じにくい現像ローラーを製造することができる。
【００１３】
また、前記被覆工程では、前記内部領域のガスを前記熱収縮チューブの外部に排気する処理を含んで、該内部領域の圧力を前記外部領域の圧力よりも低くすることが好ましい。
このようにすれば、シャフト表面に周期的に溝部が形成されているので、内部領域のガスが溝部を通って良好に排気される。したがって、シャフトと熱収縮チューブとの間にガスをほとんど残留させなくすることができ、熱収縮後の熱収縮チューブをシャフト表面の溝部に良好に追従させることができる。
【００１４】
また、前記被覆工程では、前記外部領域の圧力を加圧する処理を含んで、前記内部領域の圧力を該外部領域の圧力よりも低くすることが好ましい。
このようにすれば、熱収縮チューブがシャフト側に押し付けられて、内部領域のガスがシャフト表面の溝部を通って排気される。したがって、シャフトと熱収縮チューブとの間にガスをほとんど残留させなくすることができ、熱収縮後の熱収縮チューブをシャフト表面の溝部に良好に追従させることができる。
【００１５】
本発明の現像ローラーの製造装置は、表面に周期的に溝部が形成され該溝部の内側にトナーを担持可能なシャフトが挿通されており前記シャフトよりも導電率が低い熱収縮チューブを加熱する加熱部と、前記熱収縮チューブと前記シャフトとの間の内部領域における圧力を前記熱収縮チューブの前記シャフトと反対側の外部領域における圧力よりも低くする圧力調整部と、を含んでいることを特徴とする。
【００１６】
このようにすれば、圧力調整部により内部領域の圧力を外部領域の圧力よりも低くすることができ、熱収縮チューブをシャフト側に押し付けるとともに、加熱部により熱収縮チューブを加熱して熱収縮させることができる。したがって、溝部に追従させて熱収縮チューブによりシャフト表面を被覆することができ、良好にトナーを担持可能であるとともにリークを生じにくい現像ローラーを製造することができる。このように、本発明の現像ローラーの製造装置は、良好な現像ローラーを製造可能なものになっている。
【００１７】
また、前記圧力調整部は、前記シャフトにおいて前記溝部が形成された領域の少なくとも一部を囲む部分の前記内部領域のガスを前記熱収縮チューブの外部に排気する減圧部を含んでいることが好ましい。
このようにすれば、減圧部によりシャフトと熱収縮チューブとの間のガスを排気してほとんど残留させなくすることができ、熱収縮後の熱収縮チューブをシャフト表面の溝部に良好に追従させることができる。
【００１８】
前記減圧部は、前記シャフトが挿通された前記熱収縮チューブの両端部の各々を収容する一対の端部収容室と、前記一対の端部収容室の少なくとも一方の内部のガスを排気する排気装置を含んでいるとよい。
端部収容室の内部のガスが排気装置により排気されると、内部領域のガスが溝部を通って端部収容室側に排気され、内部領域のガスを良好に排気することができる。
【００１９】
また、前記圧力調整部は、前記シャフトにおいて前記溝部が形成された領域の少なくとも一部を囲む部分の前記外部領域を加圧する加圧部を含んでいることが好ましい。
このようにすれば、加圧部によりシャフトと熱収縮チューブとの間のガスを押し出してほとんど残留させなくすることができ、熱収縮後の熱収縮チューブをシャフト表面の溝部に良好に追従させることができる。
【００２０】
前記加圧部は、前記シャフトが挿通された前記熱収縮チューブの両端部を除いた部分を収容する中央部収容室と、前記中央部収容室の内部にガスを供給するガス供給装置と、を含んでいるとよい。
中央部収容室の内部にガス供給装置によりガスが供給されると、中央部収容室の内部の圧力、すなわち外部領域の圧力が高められる。これにより、熱収縮チューブがシャフト側に押し付けられ、内部領域のガスが溝部を通って良好に排気される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】現像ローラーを含んだプリンターの構成を示す模式断面図である。
【図２】現像ローラーを含んだ現像装置の構成を示す模式的断面図である。
【図３】本発明に係る現像ローラーの概略構成を示す斜視図である。
【図４】本発明に係る現像ローラーの（ａ）は断面図、（ｂ）は拡大図である。
【図５】現像ローラーの製造装置の実施形態を示す構成図である。
【図６】図５と異なる態様の製造装置の（ａ）は構成図、（ｂ）は拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明するが、本発明の技術範囲は以下の実施形態に限定されるものではない。本発明の主旨を逸脱しない範囲内で多様な変形が可能である。なお、説明に用いる図面において、特徴的な部分を分かりやすく示すために、図面中の構造の寸法や縮尺を実際の構造に対して異ならせている場合がある。また、実施形態において同様の構成要素については、同じ符号を付して図示し、その詳細な説明を省略する場合がある。
現像ローラーの製造方法、現像ローラーの製造装置の実施形態の説明に先立ち、本発明により得られる現像ローラー、現像ローラーを備えた現像装置、現像装置を備えた画像形成装置について説明する。
【００２３】
図１は、本発明に係るプリンター１（画像形成装置）の概略構成を模式的に示す断面図である。図１に示すようにプリンター１は、図示矢印方向（図１では時計回り）に回転する感光体１１０を有している。プリンター１において、感光体１１０の周囲には、その回転方向に沿って帯電ユニット１２０、露光ユニット１３０、現像ユニット１４０、一次転写ユニット１５０および中間転写体１６０、クリーニングユニット１７０が順に配設されている。プリンター１は、図１の下部に、紙などの記録媒体Ｐ１を給紙する給紙トレイ１８０を有している。記録媒体Ｐ１は、給紙ローラー１８１、レジローラー１８２によって搬送される。記録媒体Ｐ１の搬送方向下流に、二次転写ユニット１８３、定着ユニット１８４が順次配設されている。
【００２４】
感光体１１０は、円筒状の導電性基材と、その外周面に形成された感光層とを有し、その中心軸周りに回転可能になっている。帯電ユニット１２０は、コロナ帯電などにより感光体１１０の表面を一様に帯電させる装置である。露光ユニット１３０は、例えば図示略のパーソナルコンピュータなどの信号源から供給される画像情報に基づいて、感光体１２０にレーザー照射することにより静電気的な潜像を書き込む（形成する）ものである。
【００２５】
現像ユニット１４０は、感光体１１０上にて潜像をトナー像として可視化（現像）する装置である。現像ユニット１４０の中心軸１４０ａの周囲には、保持部１４１〜１４４が設けられている。保持部１４１〜１４４には、それぞれ現像装置２ａ〜２ｄが着脱可能に保持されている。現像装置２ａ〜２ｄは、それぞれブラック、マゼンダ、シアン、イエローの各色に対応している。現像装置２ａ〜２ｄの詳細な構成については後述する。
【００２６】
現像ユニット１４０は、概略すると以下のように動作する。現像ユニット１４０は、中心軸１４０ａ周りに保持部１４１〜１４４を回転させる。保持部１４１〜１４４の回転にともなって、現像装置２ａ〜２ｄは、互いの相対位置を維持した状態で中心軸１４０ａ周りに回転する。このようにして現像ユニット１４０は、潜像に対応させて現像装置２ａ〜２ｄを選択的に感光体１１０に対向させる。感光体１１０に対向した現像装置２ａ〜２ｄは、感光体１１０の表面に各色のトナーを潜像に対応したパターンで付着させてトナー像を形成する。
【００２７】
一次転写ユニット１５０は、感光体１１０に形成されたトナー像を中間転写体１６０に転写する装置である。
中間転写体１６０は、エンドレスのベルトであり、図１に示す矢印方向（図１では反時計回り）に、感光体１１０とほぼ同じ周速度にて回転駆動される。中間転写体１６０上には、ブラック、マゼンタ、シアン、イエローのうちの１色以上のトナー像が転写される。例えばフルカラー画像の形成時には、ブラック、マゼンタ、シアン、イエローの４色のトナー像が順次重ねて転写されて、フルカラーのトナー像が形成される。
【００２８】
二次転写ユニット１８３は、中間転写体１６０上に形成された単色やフルカラーなどのトナー像を、紙、フィルム、布等の記録媒体Ｐ１に転写する装置である。
定着ユニット１８４は、トナー像の転写を受けた記録媒体Ｐ１を加熱および加圧することにより、トナー像を記録媒体Ｐ１に融着させて永久像として定着させる装置である。
【００２９】
クリーニングユニット１７０は、感光体１１０上のトナー像が中間転写体１６０上に転写された後に、感光体１１０上に残存したトナーを除去する装置である。クリーニングユニット１７０は、一次転写ユニット１５０と帯電ユニット１２０との間で感光体１１０の表面に当接するゴム製のクリーニングブレード１７１を有している。クリーニングブレード１７１が、感光体１１０の表面に当接して残存したトナーを掻き落とすようになっている。
【００３０】
次に、現像ユニット１４０の現像装置２ａ〜２ｄについて詳細に説明する。現像装置２ａ〜２ｄはいずれもほぼ同一の構成である。ここでは、現像装置２ａの構成を説明し、現像装置２ｂ〜２ｄの構成についてはその詳細な説明を省略する。
【００３１】
図２は、本発明に係る現像装置の概略構成を示す模式的断面図である。図２に示すように、現像装置２ａは、ハウジング２１を有している。ハウジング２１は、その内部領域である収容部２２にトナーＴを収容可能になっている。収容部２２は、外部に通じる開口を有している。収容部２２の内部における開口近傍には、トナー供給ローラー２３が回転可能に支持されている。収容部２２の外部における開口近傍には、現像ローラー３が回転可能に支持されている。
【００３２】
現像ローラー３の回転方向において収容部２２の内部を起点とすると、回転方向の下流側における収容部２２の開口近傍に、現像ローラー３の一部に当接させて規制ブレード２４が配置されている。回転方向の上流側における収容部２２の開口近傍に、現像ローラー３の一部に当接させてシール部材２５が配置されている。
【００３３】
現像ローラー３は、本発明を適用したものであり、その詳細な構造については後述する。現像ローラー３の表面は、感光体１１０の表面と非接触に対向している。現像ローラー３は、その表面にトナーＴを担持可能になっている。現像ローラー３と感光体１１０との間には、電界を印加することが可能になっている。トナーＴは、例えばポリエステル等の樹脂からなり帯電性を有する粒状体に、顔料や電荷制御材等の微粒子を付着させたものである。トナーＴの粒径は、例えば７±３μｍ程度である。
【００３４】
トナー供給ローラー２３は、ポリウレタンフォーム等からなり、弾性変形（圧縮）された状態で現像ローラー３に圧接されている。現像ローラー３の回転にともなってトナー供給ローラー２３が回転し、現像ローラー３にトナーが供給される。
【００３５】
規制ブレード２４は、現像ローラー３表面のトナーＴの厚みを規制するとともに、このトナーＴに電荷を付与するものである。規制ブレード２４は、現像ローラー３の軸方向に沿って現像ローラー３に当接するゴム部２４１と、ゴム部２４１を支持するゴム支持部２４２とを有している。
【００３６】
ゴム部２４１は、シリコンゴム、ウレタンゴム等を主材料として構成される。収容部２２の内部側におけるゴム部２４１の端部は、端縁が現像ローラー３の表面から離れている。ゴム部２４１は、この端縁よりも収容部２２の外部側の部分が、現像ローラー３と当接している。このように、ゴム部２４１の端縁が現像ローラー３の回転に巻き込まれないようになっている。
【００３７】
ゴム支持部２４２は、リン青銅、ステンレス等の弾性薄板により構成される。ゴム支持部２４２は、ゴム部２４１を現像ローラー３側に付勢して設けられている。ゴム支持部２４２は、その一端がブレード支持板金２７に固定されている。ブレード支持板金２７は、ハウジング２１に取り付けられている。規制ブレード２４の現像ローラー３と反対側に、ブレード裏部材２６が設けられている。ブレード裏部材２６により、ゴム支持部２４２とハウジング２１との間にトナーＴが入り込まないようになっている。ゴム部２４１は、ゴム支持部２４２やブレード裏部材２６により、現像ローラー３に押圧されている。
【００３８】
収容部２２の開口は、おおむね現像ローラー３により塞がれている。収容部２２は、現像ローラー３の軸方向に沿った部分において、回転方向の上流側がシール部材２５により封止されており、回転方向の下流側が規制ブレード２４により封止されている。収容部２２の開口は、現像ローラー３の周方向に沿った部分において図示略のシール部材により封止されている。このシール部材は、現像ローラー３の両端部にそれぞれ配置されて、現像ローラー３の端部に当接させて設けられている。このように、収容部２２は、その内部から外部にトナーが漏れ出さないように封止されている。
【００３９】
以上のような構成の現像装置２ａは、概略すると以下のように動作する。
現像ローラー３は、感光体１１０に対応して回転する。すると、現像ローラー３に連動してトナー供給ローラー２３が回転し、現像ローラー３の表面にトナーＴが供給される。現像ローラー３表面のトナーＴは、余分な厚み部分が規制ブレード２４によりそぎ落とされるとともに、規制ブレード２４との摩擦により帯電する。
【００４０】
帯電したトナーＴは、現像ローラー３と感光体１１０との間の電界により、現像ローラー３の表面上から感光体１１０の表面上に飛翔する。現像ローラー３と感光体１１０との間の電界の強さは、潜像のパターンと対応した分布になるので、トナーＴが潜像に対応したパターンで飛翔して感光体１１０の表面に付着する。これにより、感光体１１０の表面に、潜像に対応したトナー像が形成（現像）される。
【００４１】
次に、図３、及び図４（ａ）、（ｂ）を参照しつつ現像ローラー３について説明する。図３は現像ローラー３の概略構成を示す斜視図である。図４（ａ）は、図３のＣ−Ｃ’線を含んだ面における現像ローラー３の断面図であり、図４（ｂ）は、中央領域３４における現像ローラー３表面の拡大図である。図４（ｂ）では、被覆材の一部を破断して表層を模式的に示している。
【００４２】
図３に示すように、現像ローラー３は、Ｃ−Ｃ’線を中心軸とする略円柱状のものである。現像ローラー３は、主部３１と、主部３１の軸方向両端にそれぞれ設けられた副部３２、３３とを含んでいる。主部３１、副部３２、３３はいずれも略円柱状のものであり、主部３１の径は副部３２、３３の径よりも大きくなっている。主部３１は、現像ローラー３の使用時にトナーを担持する部分である。副部３２、３３は、現像ローラー３の製造時や使用時に主部３１を支持する部分である。ここでは、副部３２、３３が主部３１と一体に形成されている。
【００４３】
主部３１において、軸方向の中央領域３４はトナーを担持させる領域になっており、軸方向両端の周縁領域３５、３６はそれぞれシール部材２８が当接する領域になっている。ここでは、中央領域３４が軸方向において、現像に用いる領域に対してマージンをとって広く設定されている。すなわち、中央領域３４の軸方向における両端の周縁は、現像に用いない領域になっている。
【００４４】
中央領域３４には、トナーを担持可能な複数のトナー担持溝３７が設けられている。トナー担持溝３７は、主部３１の軸方向において一方の端から他方の端に向かって螺旋状に設けられている。トナー担持溝３７は、主部３１の一方の端を起点として互いに反対方向に捩れた２つの溝群を含んでいる。２つの溝群の各々は、軸方向において略等間隔で並ぶ複数のトナー担持溝３７により構成されている。２つの溝群の一方を構成する２つのトナー担持溝３７と、他方を構成する２つのトナー担持溝３７とに囲まれる面領域３８は、規制ブレード２４に直接的に、あるいはトナーを介して間接的に摩擦される部分である。
【００４５】
図４（ａ）に示すように、現像ローラー３は、シャフト３０ａと被覆材３０ｂとを含んでいる。シャフト３０ａは、アルミ合金や鉄合金等からなる円柱状部材を母材にして形成されている。シャフト３０ａは、母材表面に複数の溝部３７１が転造加工により形成されたものである。転造加工によれば、溝部３７１の形状や位置を高精度にすることができる。軸方向におけるシャフト３０ａの両端部は、溝部３７１の非形成領域になっている。シール部材２８は、図２に示した現像装置２ａにおいて、現像ローラー３の軸方向の両端における収容部２２の内部と外部と隙間を塞ぐ部材である。周縁領域３５、３６は、溝部３７１が形成されていないので凹凸がほとんどない。したがって、収容部２２の内部をシール部材２８により良好に封止することができる。
【００４６】
被覆材３０ｂは、溝部３７１の底面３７２と、溝部３７１の側面３７３と、２つの溝部３７１間の頂面３８１とに、追従させてかつ当接させて設けられている。ここでは、被覆材３０ｂが主部３１の両端の各々を覆って連続して設けられている。被覆材３０ｂは、シャフト３０ａよりも導電率が低い導電材料あるいは絶縁材料からなる略円筒状の熱収縮チューブにより形成されている。熱収縮チューブの材質としては、例えば導電性ゴムや導電性樹脂等が挙げられる。熱収縮チューブの具体例としては、導電性スーパーテレチューブ（帝人化成製） 等が挙げられる。
【００４７】
絶縁材料からなる熱収縮チューブを採用する場合には、トナー担持溝３７内にトナーを担持可能になるように、熱収縮チューブの材質や肉厚を選択するとよい。簡単なモデルに基づいて説明すると、現像ローラー３の回転時にトナーに作用する遠心力は、トナーの質量、現像ローラー３の回転速度、現像ローラー３の中心軸からトナー担持溝３７内のトナーまでの距離等により求まる。また、トナーを現像ローラー３に吸着させる静電気力は、シャフト３０ａの電位や、トナーの電荷量、被覆材３０ｂの肉厚、被覆材３０ｂの誘電率等により求まる。この静電気力が前記の遠心力以上であれば、トナーをトナー担持溝３７に保持することができる。被覆材３０ｂの肉厚、及び被覆材３０ｂの誘電率は、熱収縮チューブの材質や肉厚により定まるので、これらを選択することによりトナーをトナー担持溝３７内に担持可能になる。
【００４８】
図４（ｂ）に示すように、主部３１の表面を平面状に展開した状態で２つの溝群は互いに略直交しており、面領域３８の平面形状は略正方形になっている。面領域３８の頂面からトナー担持溝３７の底面までの距離（図４（ａ）参照）、すなわちトナー担持溝３７の深さは、トナーの体積平均粒径よりも大きくなっている。被覆材３０ｂは、底面３７２と頂面３８１とを略均一な厚みで被覆しており、トナー担持溝３７の深さは、頂面３８１から底面３７２までの深さとほぼ一致している。トナー担持溝３７の幅は、溝部３７１の幅よりも被覆材３０ｂの厚みに応じた寸法だけ狭くなっている。ここでは、被覆材の厚みを考慮して溝部３７１の幅や深さ等の寸法が選択されている。前記のように、溝部３７１は転造加工により寸法や位置が高精度になっており、被覆材３０ｂがシャフト３０ａの表面形状にならって形成されている。したがって、トナー担持溝３７の寸法が高精度になり、トナー担持溝３７内にトナーを良好に担持させることが可能になっている。
【００４９】
次に、本発明に係る現像ローラーの製造装置の実施形態を説明する。図５は、本実施形態の現像ローラーの製造装置４の概略構成を示す模式図である。図５に示すように、製造装置４は、中央部収容室４１と、端部収容室４２、４３と、加熱装置４４〜４６と、排気装置４７とを含んでいる。端部収容室４２、４３と、排気装置４７とを含んで圧力調整部が構成されている。なお、中央部収容室４１が加熱装置４４とともに、圧力調整部の一部として機能するようになっている。
【００５０】
中央部収容室４１は、シャフト３０ａが熱収縮チューブ３０ｃに挿通されてなる現像ローラー３の中間体３ａの中央部３４ａを収容可能になっている。中央部３４ａは、シャフト３０ａにおいて溝部３７１が形成された領域の一部又は全部であり、中央領域３４（図４（ａ）参照）と対応する部分である。中央部収容室４１に収容されるシャフト３０ａの軸方向において、端部収容室４２、４３は、それぞれ中央部収容室４１の両端側に隣接して配置されている。
【００５１】
中間体３ａは、中央部収容室４１から端部３５ａ、３５ｂが張り出して収容される。端部３５ａ、３５ｂは、それぞれ端部収容室４２、４３に収容される。端部３５ａ、３５ｂは、周縁領域３５、３６（図４（ａ）参照）に対応する部分である。換言すると、中央部収容室４１、端部収容室４２、４３にわたって、中間体３ａ全体を収容することが可能になっている。ここでは、中央部３４ａの両端部も端部収容室４２、４３に収容されるようになっている。
【００５２】
本実施形態では中央部収容室４１、端部収容室４２、４３が、いずれも開閉可能な気密容器になっている。中央部収容室４１及び端部収容室４２は、収容されるシャフト３０ａの軸方向の一方の側壁４１ａを共有している。中央部収容室４１及び端部収容室４３は、収容されるシャフト３０ａの軸方向の他方の側壁４１ｂを共有している。側壁４１ａ、４１ｂの各々に、中間体３ａを挿通可能な孔部が設けられている。
【００５３】
前記したように現像ローラー３の中央領域３４は、軸方向において現像に用いる領域に対してマージンをとって広く設定されており、中央領域３４の軸方向の周縁は、現像に用いない領域になっている。側壁４１ａ、４１ｂの孔部が、現像ローラー３において現像に用いない領域と重なるように、シャフト３０ａの軸方向に対応する中央部収容室４１の寸法が設定されている。
【００５４】
孔部には、中央部収容室４１、端部収容室４２、４３の気密性を保持するシール部が設けられている。シール部は、その詳細な構造を図示しないが、収容された熱収縮チューブ３０ｃをシャフト３０ａ側に押圧して、孔部内壁と熱収縮チューブ３０ｃとの間を封止している。シール部は、現像ローラー３において現像に用いない領域を押圧するようになっている。また、シール部は、熱収縮チューブ３０ｃがシャフト３０ａの溝部３７１内に埋め込まれない程度に押圧するようになっている。
【００５５】
中央部収容室４１、端部収容室４２、４３には、それぞれ加熱装置４４〜４６が設けられている。本実施形態の加熱装置４４〜４６は、いずれも赤外光ＩＲを熱収縮チューブ３０ｃに照射して、熱収縮チューブ３０ｃを加熱するものである。
【００５６】
端部収容室４２、４３は、それぞれの内部に通じる配管４８、４９と接続されている。配管４８、４９は、共通の排気装置４７に接続されている。排気装置４７は、配管４８、４９を介して端部収容室４２、４３内のガスＧを排気することが可能になっている。
【００５７】
次に、本発明に係る現像ローラーの製造方法の実施形態を、製造装置４に基づいて説明する。現像ローラー３を製造するには、まず溝部３７１が形成されたシャフト３０ａを熱収縮チューブ３０ｃに挿通して、中間体３ａを図４に示すように製造装置４に収容する。
【００５８】
次いで、排気装置４７により端部収容室４２、４３内のガスＧを排気して、端部収容室４２、４３内を減圧する。すると、シャフト３０ａと熱収縮チューブ３０ｃとの間の領域である内部領域Ａ１（熱収縮チューブ３０ｃの円筒内側）のガスが、端部収容室４２、４３側に排気される。シール部は、熱収縮チューブ３０ｃが溝部３７１に埋め込まれない程度に押圧しており、中央部収容室４１内におけるシャフト３０ａと熱収縮チューブ３０ｃと間のガスは、溝部３７１を通って端部収容室４２、４３側に移動して排気される。
【００５９】
側壁４１ａ、４１ｂの孔部にはシール部が設けられているので、中央部収容室４１の圧力はほとんど低下しない。したがって、熱収縮チューブ３０ｃに対してシャフト３０ａと反対側の領域である外部領域Ａ２（熱収縮チューブ３０ｃの円筒外側）における端部収容室４２、４３内の領域の圧力は、内部領域Ａ１の圧力よりも高くなる。
【００６０】
また、端部収容室４２、４３内を減圧するとともに、加熱装置４４〜４６により熱収縮チューブ３０ｃを例えば１００〜１６０℃程度まで加熱して収縮させる。ここでは、加熱装置４５、４６の出力を加熱装置４４の出力よりも低くする。これにより、端部収容室４２、４３内における熱収縮チューブ３０ｃの熱収縮の程度が、中央部収容室４１内における熱収縮チューブ３０ｃの熱収縮の程度よりも低くなる。したがって、シャフト３０ａと熱収縮チューブ３０ｃとの間隔が、端部３５ａ、３６ａにおいて中央部３４ａよりも大きくなり、内部領域Ａ１のガスを良好に排気することができる。
【００６１】
また、中央部収容室４１内におけるガスは、加熱装置４４により直接的に、あるいは熱収縮チューブ３０ｃを介して間接的に加熱される。したがって、中央部収容室４１内のガスが熱膨張し、加熱にともなって中央部収容室４１内の圧力が漸次高くなる。よって、熱収縮チューブ３０ｃをシャフト３０ａに向けて押圧する力が漸次強くなり、内部領域Ａ１のガスを良好に排気することができる。
【００６２】
内部領域Ａ１のガスを排気しつつ熱収縮チューブ３０ｃを収縮させると、中央部収容室４１内において熱収縮チューブ３０ｃが、内部領域Ａ１と外部領域Ａ２との圧力差によりシャフト３０ａの表面に向かって押し付けられる。これにより、熱収縮チューブ３０ｃがシャフト３０ａの頂面３８１（図４（ａ）、（ｂ）参照）を被覆するとともに、溝部３７１内に引き込まれて溝部３７１の底面３７２及び側面３７３にならって溝部３７１内を被覆する。以上のようにして、熱収縮した熱収縮チューブ３０ｃにより被覆材３０ｂが形成され、現像ローラー３が得られる。
【００６３】
本実施形態の現像ローラー３の製造方法によれば、シャフト３０ａの溝部３７１に追従させて熱収縮チューブ３０ｃによりシャフト３０ａ表面を被覆することができる。熱収縮後の熱収縮チューブ３０ｃ（被覆材３０ｂ）の肉厚は、熱収縮前の熱収縮チューブ３０ｃの肉厚及び収縮率により定まり、熱収縮前の熱収縮チューブ３０ｃの肉厚及び収縮率は予め選択しておくことができる。したがって、被覆材３０ｂの肉厚を所望の厚みにすることができ、シャフト３０ａ表面を均一な厚みで被覆することができる。このように、シャフト３０ａよりも導電率が低い熱収縮チューブ３０ｃによりシャフト３０ａを均一な厚みで被覆することができるので、良好にトナーを担持可能であるとともにリークを生じにくい現像ローラー３を製造することができる。
【００６４】
次に、現像ローラーの製造装置について前記実施形態と異なる態様を説明する。本実施形態が前記実施形態と異なる点は、中央部収容室の内部にガスを供給するガス供給装置を含んでいる点、加熱装置が中央部収容室内のガスを熱媒体として熱収縮チューブを加熱する点、端部収容室に熱収縮チューブとシャフトとの間隔を調整するガイドが設けられている点である。
【００６５】
図６（ａ）は、本実施形態の製造装置５の概略構成を示す模式図であり、図６（ｂ）は、端部３５ａを拡大して示す模式図である。図６（ａ）に示すように、製造装置５は、ガス供給装置５１、加熱装置５２、及び配管５３〜５５を含んでいる。配管５３は、中央部収容室４１の内部とガス供給装置５１とを接続している。配管５４は、ガス供給装置５１と加熱装置５２とを接続している。配管５５は、加熱装置５２と中央部収容室４１とを接続している。
【００６６】
ガス供給装置５１は、中央部収容室４１内における外部領域のガスＧ１を排気するとともに、ガスＧ１に外部のガスを合せて配管５４にガスＧ２を供給する。ガス供給装置５１から配管５４に供給されたガスＧ２は、加熱装置５２により昇温されて中央部収容室４１内に供給される。中央部収容室４１内に供給されたガスＧ３は、熱収縮チューブ３０ｃを加熱するとともに、中央部収容室４１内における外部領域Ａ２の圧力を高めるようになっている。なお、中央部収容室４１と、端部収容室４２、４３の間のシール部材については、前記実施形態よりも簡略化してもよいし、省略してもよい。中央部収容室４１から端部収容室４２、４３にガスが漏れた分だけ、ガス供給装置５１によりガスを供給することや、排気装置４７によりガスを排気することができるからである。
【００６７】
図６（ｂ）に示すように、端部収容室４２には、ガイド５６が設けられている。なお、端部収容室４３にも同様のガイドが設けられている。ガイド５６は、例えば筒状のものであり、シャフト３０ａと熱収縮チューブ３０ｃとの間に挿通可能になっている。ここでは、ガイド５６が、軸方向に沿って熱収縮チューブ３０ｃの外側から側壁４１ａ付近まで移動可能に設けられている。側壁４１ａに対して反対のガイド５６端部は、配管４８にガスを誘導するガイドになっている。端部３５ａにおいてガイド５６内壁とシャフト３０ａ外壁との間にギャップが形成されるように、ガイド５６の内径が選択されている。これにより、溝部３７１が形成されていない端部３５ａにおいても内部領域Ａ１のガスがギャップを通して良好に排気される。
【００６８】
本実施形態の製造装置５によれば、前記実施形態の製造装置４と同様に、シャフト３０ａを均一な厚みで被覆することができるので、良好にトナーを担持可能であるとともにリークを生じにくい現像ローラー３を製造することができる。また、熱収縮チューブ３０ｃの収縮の程度に応じて、ガイド５６を熱収縮チューブ３０ｃの内側から漸次退去させることができる。これにより、内部領域のガスを良好に排気することができるとともに、熱収縮した熱収縮チューブ３０ｃにより中央部３４ａの端部や端部３５ａを良好に被覆することができる。
【００６９】
以上のように本発明の現像ローラーの製造方法にあっては、熱収縮チューブ３０ｃによりシャフト３０ａを均一な厚みで被覆することができる。したがって、製造された現像ローラー３は、リークを生じることが防止されているとともにトナーを良好に担持することが可能になっている。このような現像ローラー３を用いると、高品質な画像を形成可能な画像形成装置を構成することが可能になる。
本発明の現像ローラーの製造装置にあっては、シャフト３０ａが熱収縮チューブ３０ｃにより均一な厚みで被覆されてなる良好な現像ローラー３を製造可能になっている。
【００７０】
なお、外部領域を加圧しないで内部領域を減圧する手法や、内部領域を減圧しないで外部領域を加圧する手法を用いてもよい。端部収容室４２、４３が、それぞれ独立した排気装置に接続されていてもよい。この場合には、端部収容室４２、４３で、減圧の程度を異ならせることが可能である。内部領域を減圧する場合には、端部収容室４２、４３の少なくとも一方が排気装置に接続されていればよい。中央部収容室と端部収容室とが間隙を有して配置されていてもよい。
【００７１】
また、熱収縮チューブとしては、端部３５ａ、３６ａに円筒内側と円筒外側とを貫通する孔部やスリットが設けられたものを用いてもよい。これにより、内部領域のガスを端部３５ａ、３６ａの孔部等を通して排気することができる。この場合には、熱収縮チューブの収縮にともなって孔部やスリットが塞がるように、孔部やスリットの寸法を選択するとよい。熱収縮後の熱収縮チューブは、現像ローラーにおいて現像に用いる領域を少なくとも被覆していればよく、例えば端部３５ａ、３６ａの一部又は全部を被覆していなくともよい。
【００７２】
熱収縮チューブを収縮させる手法としては、軸方向において一括して収縮させる手法や、軸方向の一方から他方に向かって順に収縮させる手法を用いることができる。一括して収縮させる手法によれば、熱収縮チューブの収縮の程度を軸方向において均一にすることができ、収縮の程度が異なることによるたるみや歪みを防止することができる。また、軸方向において順に収縮させる手法を用いれば、内部領域のガスを効果的に排気することができる。また、ガイド５６の代わりに、シャフト３０ａ外壁と熱収縮チューブ３０ｃ内壁との間隔を調整する治具を用いてもよい。このような治具としては、例えシャフト３０ａと熱収縮チューブ３０ｃとの間に装着可能なリング状のスペーサが挙げられる。スペーサに中央部収容室側と端部収容室側とに通じる切欠等を設けておくことにより、内部領域のガスを良好に排気することができる。
【符号の説明】
【００７３】
１・・・プリンター（画像形成装置）、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ・・・現像装置、３・・・現像ローラー、３０ａ・・・シャフト、３０ｂ・・・被覆材、３０ｃ・・・熱収縮チューブ、４、５・・・現像ローラーの製造装置、４１・・・中央部収容室、４２、４３・・・端部収容室、４４〜４６、５２・・・加熱装置、４７・・・排気装置、Ａ１・・・内部領域、Ａ２・・・外部領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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