(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトにプラズマを照射する照射工程と、
前記プラズマを照射した後の前記シャフトに、長尺状のマグネットブロックを接着剤で接着する接着工程と、を備える、マグネットロールの製造方法。
【請求項２】
前記照射工程において、前記シャフトの軸線を中心として前記シャフトを回転させながら、前記シャフトに前記プラズマを照射する、請求項１に記載のマグネットロールの製造方法。
【請求項３】
前記照射工程において、前記シャフトを前記シャフトの軸線を中心として１８０°回転させる間に、前記シャフトに前記プラズマを０．５秒間以上照射する、請求項１又は２のいずれか一項に記載のマグネットロールの製造方法。
【請求項４】
シャフトを前記シャフトの軸線を中心として回転させるシャフト回転機構と、
前記シャフト回転機構によって前記シャフトを回転させながら、前記シャフトにプラズマを照射するプラズマ照射機構と、を備える、シャフトの洗浄装置。
【請求項５】
前記シャフト回転機構が、レールと、
前記レール上に軸回転自在に支持した前記シャフトの側面に押し当てる押し当て部と、
前記押し当て部と連結し、前記押し当て部を前記シャフトの側面に押し当てた状態で前記レールに沿って移動させる搬送機構と、を備える、請求項４に記載のシャフトの洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マグネットロールの製造方法、及びシャフトの洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の電子写真方式の現像装置などに用いられる現像ローラとして、複数の磁極がその表面に形成されたマグネットロールと、このマグネットロールが収容される円筒状のスリーブと、マグネットロールを収容したスリーブの両端部に結合される一対のフランジとで構成された現像ローラが用いられている。この現像ローラが備えるマグネットロールは、シャフトに、複数の長尺状のマグネットブロックを接着剤で接着することによって製造される（例えば、下記特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−３０８３０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来のマグネットロールの製造では、シャフト表面をめっき処理した後に、シャフトにマグネットブロックを接着していた。しかし、近年、欧州連合によるＲｏＨＳ（Restriction  of  Hazardous  Substances（危険物質に関する制限））指令へ対応するために、シャフト表面へのめっき工程内で使用される六価クロム（例えば、六価クロム後処理液）を削減することが求められている。しかし、シャフト表面のめっき工程から六価クロム成分を削減すると、シャフト表面に有機物が付着してシャフト表面が汚染され易くなり、シャフトとマグネットブロックとの接着不良が発生する傾向がある。この接着不良は、シャフトと共に回転するマグネットブロックがシャフトから剥がれたり、空回りしたりする不具合の原因となる。そのため、シャフトとマグネットブロックとの接着不良を抑制し、マグネットロールの信頼性を向上させることが求められている。
【０００４】
シャフト表面を汚染した有機物を除去する方法としては、シャフト表面をアルコール等で洗浄する（拭う）方法が挙げられるが、この方法ではシャフト表面を十分に洗浄できず、シャフト表面の有機物を十分に除去できない。したがって、シャフト表面の濡れ性を向上させることができず、シャフトとマグネットブロックとの接着不良の改善が十分にできない。
【０００５】
また昨今、装置メーカーでは、現像剤層規制板に磁性体を用いた現像ユニットが技術的主流であるが、この現像ユニットはマグネットロール表面近くに磁性体を配置する構造を有するため、現像剤層規制板のマグネットロールへの吸引力が増大し、マグネットブロックのシャフトへの接着力を向上させることが求められている。
【０００６】
そこで、本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、マグネットブロックのシャフトへの接着力を向上させることができるマグネットロールの製造方法、及び当該マグネットロールの製造方法に用いるシャフトの洗浄装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のマグネットロールの製造方法は、シャフトにプラズマを照射する照射工程と、プラズマを照射した後のシャフトに、長尺状のマグネットブロックを接着剤で接着する接着工程と、を備える。
【０００８】
上記本発明では、シャフトにプラズマを照射することにより、シャフト表面を汚染した有機物をシャフト表面から除去（洗浄）し、シャフト表面の濡れ性を向上させることができる。このように濡れ性を向上させたシャフト表面とマグネットブロックとを接着剤で接着することにより、マグネットブロックのシャフトへの接着力を向上させることができる。
【０００９】
上記本発明のマグネットロールの製造方法では、照射工程において、略円柱状のシャフトの軸線を中心としてシャフトを回転させながら、シャフトにプラズマを照射することが好ましい。
【００１０】
シャフトの軸線を中心としてシャフトを回転させながら、シャフトにプラズマを照射することによって、シャフトの表面全体にプラズマが照射され、シャフトの表面全体から有機物を除去することができる。そのため、シャフトの表面全体の濡れ性を向上させ、マグネットブロックのシャフトへの接着力を更に向上させることができる。
【００１１】
上記本発明のマグネットロールの製造方法では、照射工程において、シャフトをシャフトの軸線を中心として１８０°回転させる間に、シャフトにプラズマを０．５秒間以上照射することが好ましい。
【００１２】
シャフトにプラズマを０．５秒間以上照射することによって、シャフト表面から有機物がより確実に除去（洗浄）され、シャフト表面の濡れ性が更に向上するため、マグネットブロックのシャフトへの接着力を更に向上させることができる。
【００１３】
本発明のシャフトの洗浄装置は、シャフトをシャフトの軸線を中心として回転させるシャフト回転機構と、シャフト回転機構によってシャフトを回転させながら、シャフトにプラズマを照射するプラズマ照射機構と、を備える。
【００１４】
上記本発明のシャフトの洗浄装置によれば、シャフトの軸線を中心としてシャフトを回転させながら、シャフトにプラズマを照射することができるため、シャフトの表面全体にプラズマを照射し、シャフトの表面全体の濡れ性を向上させることができる。このように、上記本発明のシャフトの洗浄装置によって濡れ性を向上させたシャフト表面にマグネットブロックを接着することによって、マグネットブロックのシャフトへの接着力を更に向上させることができる。
【００１５】
上記本発明のシャフトの洗浄装置では、シャフト回転機構が、レールと、レール上に軸回転自在に支持したシャフトの側面に押し当てる押し当て部と、押し当て部と連結し、押し当て部をシャフトの側面に押し当てた状態でレールに沿って移動させる搬送機構と、を備えることが好ましい。
【００１６】
押し当て部をシャフトの側面に押し当てた状態でレールに沿って移動させることによって、シャフトをレール上で転がすことができる。レール上で転がるシャフトに対して、プラズマ照射機構でプラズマを照射することによって、シャフトの表面全体にプラズマが照射され、シャフトの表面全体から有機物を除去することができる。そのため、シャフトの表面全体の濡れ性を向上させ、マグネットブロックのシャフトへの接着力を更に向上させることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、マグネットブロックのシャフトへの接着力を向上させることができるマグネットロールの製造方法、及び当該マグネットロールの製造方法に用いるシャフトの洗浄装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照して本発明のシャフトの洗浄装置、及び本発明のシャフトの洗浄装置を用いた本発明のマグネットロールの製造方法の実施形態について詳細に説明する。なお、同一又は同等の要素については同一の符号を付し、説明が重複する場合にはその説明を省略する。また、本発明は下記実施形態のみに限定されるものではなく、あくまでも一実施形態である。
【００１９】
図１は、本実施形態に係るシャフトの洗浄装置２の概略上面図であり、図２は、本実施形態に係るシャフトの洗浄装置２の概略側面図である。
【００２０】
シャフトの洗浄装置２は、シャフト１６をシャフト１６の軸線を中心として回転させるシャフト回転機構と、シャフト１６にプラズマを照射するプラズマ照射機構（プラズマ照射装置４）と、を備える。プラズマ照射機構には、プラズマの照射（ジェット噴射）に用いるガス（例えば窒素ガス）の発生装置（図示省略）が接続されている。
【００２１】
シャフト回転機構は、平行して配置された一対（２本）のレール１０と、一対の押し当て部１２と、一対のレール１０に平行に配置された搬送機構（搬送チェーン８）とを備える。シャフト１６は、軸線を中心に回転自在にレール１０上に支持され、レール１０とシャフト１６の軸線とが交差（直交）するようにレール１０上に設置されている。すなわち、シャフト１６は、レール１０上に跨るように配置されている。一対の押し当て部１２は、レール１０上に設置されたシャフト１６の側面に押し当てられている。搬送チェーン８は、押し当て部１２と連結しており、押し当て部１２をシャフト１６の側面に押し当てた状態でレール１０に沿って移動させる機能を有する。
【００２２】
プラズマ照射装置４は、３つの照射パネル６を備え、各照射パネル６からプラズマが照射される。照射パネル６の寸法は、例えば、搬送方向Ｄ（シャフト１６の径方向）において２５ｍｍ、搬送方向Ｄに垂直な方向（シャフト１６の軸方向）において９８ｍｍ程度である。
【００２３】
また、プラズマ照射装置４には、照射距離調整機構（図示省略）が備わっており、プラズマ照射装置４と、レール１０上を通過するシャフト１６との距離を、例えば４〜１０ｍｍ程度の範囲内で調整することができる。これにより、シャフト１６に対するプラズマの照射量を調整することができる。
【００２４】
プラズマ照射装置４として、例えば、松下電工社製のＡＮＵＣＮ  ０３Ｎ等を用いることができる。プラズマ源としては、例えば、酸素ガス、乾燥空気、窒素ガス、アルゴンガス等を用いることができる。プラズマ源として酸素ガス又は乾燥空気を用いる場合、大気圧の酸素プラズマを発生させることができる。プラズマ源として窒素ガスとともに乾燥空気を用いる場合、プラズマ照射装置４へ供給する乾燥空気の供給圧は、０．３〜０．５ＭＰａ、乾燥空気の露点は−６５℃以下、消費ガス量は６００ミリリットル／分とすればよい。この場合、乾燥空気と共にプラズマ照射装置４へ供給する窒素ガスの純度は、９９．９％以上、プラズマ照射装置４へ供給する窒素ガスの供給圧は０．３〜０．５ＭＰａ、ガスの露点は−６５℃以下、消費ガス量は８１リットル／分とすればよい。
【００２５】
シャフトの洗浄装置２は、一対のレール１０を外側から挟み込むように配置された一対のガイドレール１４を更に備える。ガイドレール１４は、レール１０上に配置されたシャフト１６が軸方向に位置ズレすることを防止する機能を有するものである。なお、シャフトの洗浄装置２は、シャフト１６の長さに合わせて一対のガイドレール１４間の距離を調整するガイドレール巾調整機（図示省略）を更に備える。
【００２６】
プラズマが照射される前のシャフト１６は、ＳＵＳ、ＳＵＭ２４Ｌ等の金属又は各種樹脂から構成されたものであり、その表面はニッケル等のめっき成分によってめっき処理されている。また、ＲｏＨＳ指令へ対応させるために、シャフト１６のめっき工程内で六価クロム（例えば、六価クロム後処理液）を使用しないことが好ましい。なお、プラズマが照射される前のシャフト１６の表面には、通常、大気中の有機物が付着しており、例えば有機物からなる被膜等が存在している。このように有機物が付着したシャフト１６の表面は濡れ性に乏しい状態にある。
【００２７】
マグネットロールの製造方法では、まず、レール１０上にシャフト１６を設置し、一対の押し当て部１２をシャフト１６の側面に押し当てる。次に、押し当て部１２に連結した搬送チェーン８を稼動させ、押し当て部１２をシャフト１６の側面に押し当てた状態でレール１０に沿って搬送方向Ｄへ移動させる。これにより、シャフト１６をレール１０上で搬送方向Ｄへ転がすことができる。すなわち、シャフト１６は、シャフト１６の軸線を中心として回転しながら、レール１０上を搬送方向Ｄへ移動する。なお、図１に示す複数のシャフト１６を押し当て部１２によって搬送方向Ｄへ移動させる際は、図３（ｂ）に示すように、複数のシャフト１６は互いに離間することなく接触しながら回転する。
【００２８】
押し当て部１２とシャフト１６との接点Ａにおける摩擦力は、シャフト１６とレール１０との接点Ｂにおける摩擦力より小さいことが好ましい（図３（ａ）参照）。これにより、シャフト１６がレール１０上を回転方向Ｒに回転し易くなる。なお、押し当て部１２とシャフト１６との接点Ａにおける摩擦力が、シャフト１６とレール１０との接点Ｂにおける摩擦力より大きい場合、シャフト１６がレール１０上を回転方向Ｒに回転し難くなり、シャフト１６がレール１０上を搬送方向Ｄへ横滑りし易くなる。なお、本実施形態では、図１に示すように、装置２を上面視した場合における押し当て部１２の形状が四角形状となり、シャフト１６との当接部位が線接触している。接点Ａにおける摩擦力をより小さくするためには、押し当て部１２の当接部位の幅を狭くしたり、円弧形状や三角形状とすることによってシャフト１６と点接触に近づけると良い（図示省略）。
【００２９】
なお、押し当て部１２とシャフト１６との接点Ａにおける摩擦力は、図３（ｂ）に示すように、一対の押し当て部１２によって移動させる１２シャフト１６の数量を増やすほど大きくなり、シャフト１６の数量が所定の数以上になると、シャフト１６とレール１０との接点Ｂにおける摩擦力より大きくなり、押し当て部１２と接するシャフト１６が回転し難くなる。したがって、レール１０上に支持するシャフト１６の数量は、所定の数以下にすることが好ましい。また、シャフト１６が自由滑走しないようにレール１０上を若干の登り勾配としてもよい。
【００３０】
例えば、φ４ｍｍ、長さ２３０ｍｍのＳＵＭ２４Ｌ製シャフト１６を用いる場合、一対の押し当て部１２によって移動させるシャフト１６の数量は６本以下であることが好ましく、φ６ｍｍ、φ７ｍｍ、またはφ８ｍｍのシャフトを用いる場合、シャフト１６の数量は７本以下であることが好ましい。
【００３１】
照射工程では、レール上を搬送方向Ｄへ転がるシャフト１６がプラズマ照射装置１０の直下を通過する際に、プラズマ照射装置１０が備える照射パネル６から、シャフト１６へ向けてプラズマを照射する。シャフト１６はプラズマ照射装置１０の直下を転がりながら移動するため、シャフト１６の表面全体にプラズマが照射される。これにより、シャフト１６の表面全体から有機物を除去（洗浄）することができる。具体的には、有機物と高活性のプラズマとを反応させ、有機物内の炭素間結合を解離させたり、有機物の炭素成分の酸化により二酸化炭素を発生させたりすることによって、有機物を分解する。このように、回転するシャフト１６へプラズマを照射することによって、シャフト１６の表面全体から有機物を除去することができ、シャフト表面全体の濡れ性を向上させることができる。
【００３２】
照射工程においては、シャフト１６を軸線を中心として１８０°回転させる間に、シャフト１６にプラズマを０．５秒間以上照射することが好ましい。
【００３３】
シャフト１６にプラズマを０．５秒間以上照射することによって、シャフト表面から有機物をより確実に除去（洗浄）することができ、シャフト表面の濡れ性が更に向上するため、マグネットブロックのシャフト１６への接着力を更に向上させることができる。
【００３４】
シャフト１６の移動方向Ｄにおける照射パネル６の幅は、シャフト１６の円周（外周）の長さより長いことが好ましい。これにより、シャフト１６の表面全体に確実にプラズマを照射することができる。
【００３５】
次に、接着工程において、プラズマを照射した後のシャフト１６の表面に、長尺状のマグネットブロックを接着剤で接着することによって、マグネットロールが完成する。
【００３６】
マグネットブロックとしては、磁性粉体（フェライト系やＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系等）と樹脂（プラスチック系やゴム系等）とで構成されたプラスチックマグネット、若しくはラバーマグネット等が挙げられる。例えば、プラスチックマグネットに使用される樹脂としては、ナイロン６やナイロン１２等のポリアミド樹脂が挙げられる。また、ラバーマグネットに使用されるゴムとしては、ウレタンゴム、アクリルゴム、イソプレンゴム、ニトリルゴム等が挙げられる。
【００３７】
接着剤としては、シアノアクリレート系瞬間接着剤、嫌気性接着剤、エポキシ二液型接着剤等が挙げられ、これらの中でも本発明の効果を得易いという理由から、シアノアクリレート系瞬間接着剤を用いることが好ましい。
【００３８】
本実施形態では、プラズマの照射によって濡れ性を向上させたシャフト１６の表面とマグネットブロックとを接着剤で接着することにより、マグネットブロックのシャフト１６への接着力を向上させることができ、例えば、シャフト１６へ接着したマグネットブロックの接着強度を１００Ｎ以上とすることができる。
【００３９】
また、本実施形態では、プラズマ照射装置４の直下で回転するシャフト１６にプラズマを照射するため、シャフト１６の表面全体から有機物を除去することができる。そのため、シャフト１６の表面全体の濡れ性が向上し、マグネットブロックのシャフト１６への接着力が向上易くなる。
【００４０】
さらに、本実施形態では、シャフトの洗浄装置２を用いることによって、一度に複数のシャフト１６を回転させながら、各シャフト１６にプラズマを同時照射することが可能となるため、マグネットロールの生産効率を向上させることができる。
【００４１】
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態とは別のシャフト回転機構を用いることによって、個々のシャフト１６を、搬送方向Ｄへ移動させることなく、プラズマ照射装置４の直下において軸回転させながら、個々のシャフト１６にプラズマを照射してもよい。この場合も、マグネットブロックのシャフト１６への接着力を向上させることができる。
【００４２】
また、プラズマ照射装置４が備える照射パネル６の数量、形状、配置は図１、２に示すものに限定されない。例えば、プラズマ照射装置４が、シャフト１６の軸方向に長い１つの照射パネル６を備えてもよい。これにより、シャフト１６のマグネットブロックとの接着部位の全長を一度に照射できる。また、プラズマ照射装置４が、シャフト１６の搬送方向Ｄに並ぶ２つ以上の照射パネル６を備え、シャフト１６を２つ以上の照射パネル６下を通過させてもよい。あるいは、照射パネル６の短手方向の長さをシャフト１６の円周（外周）の長さの２倍以上としてもよい。これにより、照射パネル６の下をシャフト１６が通過する際に、シャフト１６を２回以上回転させることができ、シャフト１６表面により確実にプラズマを照射することができる。
【実施例】
【００４３】
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００４４】
（実施例１）
図１、２に示すプラズマ照射装置４を用いて、シャフト１６の周方向における片面に大気圧の酸素プラズマを照射した。
【００４５】
シャフト１６としては、φ６ｍｍ、長さ４５０ｍｍであり、ＳＵＭ２４Ｌからなるシャフトを用いた。シャフト１６の表面には無電解ニッケルめっきを施した。また、めっき工程内で六価クロム酸後処理液を使用しなかった。
【００４６】
プラズマ照射装置４が備える照射パネル６の短手方向の長さを２５ｍｍ、長手方向の長さを９８ｍｍとして、照射パネル６の短手方向に沿って、照射パネル６の直下にシャフト１６を通過させながら、プラズマを照射した。なお、照射パネル６の長手方向とシャフト１６の軸線は平行になるように配置した。また、シャフト１６の搬送速度は１０ｍｍ／秒とした。照射パネル６とシャフト１６との距離は５ｍｍとした。プラズマの照射時間は２．５秒とした。
【００４７】
プラズマが照射されたシャフト１６の表面に、濡れ性評価試薬（Ｎｏ．４０）を滴下して、濡れ性評価試薬からなる水滴のシャフト表面に対する接触角を求めた。なお、接触角の評価は、プラズマ照射の直後と、プラズマ照射から２４時間経過後との２つの時点で行った。その平均値を表１に示す。なお、接触角は、３箇所で測定した値の平均値とする。接触角は小さいほど、シャフト１６表面の濡れ性は高い。
【００４８】
次に、プラズマが照射された後のシャフト１６の表面にマグネットブロックを接着剤で接着した後、シャフト１６からマグネットブロックを剥離して、シャフト１６に対するマグネットブロックの接着力を評価した。接着剤としては、シアノアクリレート系瞬間接着剤（ヘンケルジャパン株式会社製、商品名：ロックタイト４０３）を用いた。接着力の評価は、プラズマ照射の直後と、プラズマ照射から２４時間経過後との２つの時点で行った。結果を表１に示す。
【００４９】
表１では、接着したマグネットブロックを剥離した後のシャフト１６の表面全体のうち、約６０％以上の領域にマグネットブロックの一部が付着しているものを「◎（二重丸印）」とし、約４０以上６０％未満の領域にマグネットブロックの一部が付着しているものを「○（丸印）」とし、約１０以上４０％未満の領域にマグネットブロックの一部が付着しているものを「△（三角印）」とし、約１０％未満の領域にマグネットブロックの一部が付着しているものを「×（ばつ印）」とした。マグネットブロックを剥離した後のシャフト１６の表面全体のうち、マグネットブロックの一部が付着している領域の割合が大きいほど、シャフト１６に対するマグネットブロックの接着力は大きい。
【００５０】
（実施例２〜５、比較例１）
シャフトの搬送速度及びプラズマ照射時間を表１に示す値としたこと以外は、実施例１と同様の方法で、実施例２〜５及び比較例１の接触角、シャフト１６に対するマグネットブロックの接着力を評価した。結果を表１に示す。
【００５１】
【表１】
0005176611.tif 000002
【００５２】
表１に示すように、シャフト１６にプラズマを照射した実施例１〜５、特にシャフト１６を１８０°回転させる間のプラズマの照射時間が０．５秒以上である実施例１〜３では、比較例１に比べて、接触角が小さく、シャフト１６に対するマグネットブロックの接着力が大きいことが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施形態に係るシャフトの洗浄装置の概略上面図である。
【図２】図１に示したシャフトの洗浄装置の概略側面図である。
【図３】図１に示したシャフトの洗浄装置が備える押し当て部、レール、及びシャフトの概略側面図である。
【符号の説明】
【００５４】
２・・・シャフトの洗浄装置、４・・・プラズマ照射装置（プラズマ照射機構）、６・・・照射パネル、８・・・搬送チェーン（搬送機構）、１０・・・レール、１２・・・押し当て部、１４・・・ガイドレール、１６・・・シャフト。
【図１】
0005176611.tif 000003
【図２】
0005176611.tif 000004
【図３】
0005176611.tif 000005