JPH07219352A - マグネットロール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 マグネットロール支持部からスリーブに至る
まで導電性部材を設けることにより、非磁性のスリーブ
にバイアス電圧が安定して印加でき、しかも軽量で接着
強度が大であると共に、支持部の耐摩耗性が良く、低コ
スト化が可能なマグネットロールを提供する。 【構成】 外径Ｄ≦１６mm、軸方向長さＬ／Ｄ≧３で外
周面に軸方向に延びる複数個の磁極を設けてなる永久磁
石部材１と、塑性加工可能な非磁性材料により中空円筒
状に形成しかつ端部内面に環状凹部を設けたスリーブ６
とを、これらの両端部に設けたフランジ３，４を介して
相対回転自在に構成してなるマグネットロールにおい
て、前記永久磁石部材の少なくとも片端に金属製短シャ
フト７，８を有し、フランジが支持部３ａを有しかつ導
電性を有する含油粉末冶金焼結金属からなり、スリーブ
の端部内面に設けた環状凹部に前記フランジを嵌着し、
前記スリーブ端部を内側に折曲げ、スリーブとフランジ
を結合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば電子写真や静電
記録等において、磁性現像剤を現像剤槽から現像領域ま
で吸着搬送して現像を行い、もしくは像担持体の表面に
残留する磁性トナーを吸着除去するのに使用されるマグ
ネットロールに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来電子写真や静電記録等において現像
ロール用もしくはクリーニングロール用として使用する
マグネットロールは、図４に示すような構造のものが多
い。図４において、１は永久磁石部材であり、焼結磁石
又は、主として軽量化のために樹脂磁石で形成されるこ
とが多い。焼結磁石は、例えばＢａフェライト粒子とＰ
ＶＡ等の結合剤を乾式混合した原材料を静水圧プレス
（図示せず）により成形し焼結処理を施して作成され
る。あるいは、Ｂａフェライト粒子と水およびアルコー
ルとを充分に混合した原材料を押出金型から押し出して
長尺に成形し、所定の軸方向長さに両端を切断し、乾燥
後焼結処理して成形してもよい。その後、前記永久磁石
部材の素材の外周面をセンタレス円筒研削加工すること
により永久磁石部材１の外径を所定寸法に仕上げる。次
いで、永久磁石部材１の中心部に両端を縮径したシャフ
ト２を同軸的に固着する。一方、樹脂磁石により中空円
筒状の永久磁石部材を形成する場合は、一つの例として
強磁性粉末と高分子重合体を主体とする混練物を、シャ
フトがインサートされた金型内に注入し、磁場を印加し
ながら射出成形し、冷却・固化されたシャフト付成形体
を金型から取り出す。また別の例として、永久磁石部材
の両端部もしくは片端部を、永久磁石部材の周囲に交差
する面で切り欠いて支持部とし、シャフトの機能を兼用
した円柱状の形に樹脂磁石の混練物を射出成形（図示せ
ず）して永久磁石部材を形成する場合もある。次いで、
異方性と同方向に着磁することにより、永久磁石部材の
外周面には軸方向に延びる複数個の磁極（図示せず）を
設ける。続いて、シャフト２の両端部にはフランジ３、
４を軸受５、５′を介して回転自在に装着し、フランジ
３、４には中空円筒状に形成したスリーブ６を嵌着す
る。なおフランジ３、４およびスリーブ６は、例えばア
ルミニウム合金もしくはステンレス鋼等の非磁性材料に
よって形成する。上記のマグネットロールにおいて、永
久磁石部材の直径が比較的小（Ｄ≦１６mm）で、、長さ
（Ｌ）／直径（Ｄ）比が３以上の細長いものは、前記樹
脂磁石で永久磁石部材を形成することが多い。上記の構
成により、永久磁石部材１とスリーブ６との間の相対回
転（例えば永久磁石部材を固定し、フランジを回転させ
る）によって、スリーブ６の外周面に磁性現像剤（例え
ば一成分系の磁性トナー、またはトナーとキャリアから
なる二成分系現像剤）を吸着して磁気ブラシを形成し、
所定の現像作業を行うのである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】現像時においては、地
カブリ防止のため、あるいは反転現象のため、スリーブ
にはバイアス電圧を印加する必要がある。そこで通常は
シャフトを金属材料（鋼、ステンレス鋼等）で形成する
ことにより、シャフトの一端に新たに電極を設け、シャ
フト、軸受およびフランジを介してスリーブに電流が流
れるようにしなければならない。あるいは非磁性のスリ
ーブに直接電極を設け、バイアス電圧を印加しなければ
ならない、という不都合がある。そのため、マグネット
ロールは、部品点数が多くなり、製作に要する時間およ
び工数が大となり、必然的にコストが嵩むという問題が
ある。一方、永久磁石部材の両端部もしくは片端部を切
り欠いて支持部とし、樹脂磁石で永久磁石部材を形成す
る場合、金属製のシャフトが不要となることで全体を軽
量にできる。しかし、樹脂磁石の支持部で回転するマグ
ロールの重量を受けなければならず、そのため長時間使
用すると、支持部での摩耗が激しいという問題も併存す
る。また、近年の現像装置においては高信頼性および低
コスト化の要求が益々厳しくなってきており、上記マグ
ネットロールも例外ではなく、更に高信頼性および低コ
スト化のための改良が望まれている。本発明の目的は、
上記従来技術に存在する問題点を解決し、マグネットロ
ール支持部からスリーブに至るまで導電性部材を設ける
ことにより、非磁性のスリーブにバイアス電圧が安定し
て印加でき、しかも軽量で接着強度が大であると共に、
支持部の耐摩耗性が良く、低コスト化が可能なマグネッ
トロールを提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は外周面が所定寸法に仕上げられた、外径Ｄ
≦１６mm、軸方向長さＬ／Ｄ≧３で外周面に軸方向に延
びる複数個の磁極を設けてなる永久磁石部材と、塑性加
工可能な非磁性材料により中空円筒状に形成しかつ端部
内面に環状凹部を設けたスリーブとを、これらの両端部
に設けたフランジを介して相対回転自在に構成してなる
マグネットロールにおいて、前記永久磁石部材の少なく
とも片端に金属製短シャフトを有し、フランジが支持部
を有しかつ導電性を有する含油粉末冶金焼結金属（以下
単に含油焼結金属という）からなり、スリーブの端部内
面に設けた環状凹部に前記フランジを嵌着し、前記スリ
ーブ端部を内側に折曲げ、スリーブとフランジを結合す
る、という技術的手段を採用した。本発明においては、
前記永久磁石部材において、樹脂磁石で中実円柱状でか
つシャフト部分も一体形成し、該シャフト部分に金属製
キャップを嵌着することが好ましい。

【０００５】

【作用】本発明のマグネットロールは、一端に支持部が
形成されたフランジを導電性のある含油焼結金属で形成
することにより、フランジの支持部を介して、非磁性の
スリーブに安定してバイアス電圧を印加することが可能
となる。また、フランジを含油焼結金属で形成すること
により、別個の軸受（ボールベアリングや含油焼結金属
軸受）が不必要となり、部品点数減、延いては製造コス
ト低減を実現し得る。一方、樹脂磁石製永久磁石部材の
シャフト部分に金属製のキャップを装着することによ
り、支持部での耐摩耗性向上の改善に繋がる。

【０００６】

【実施例】以下本発明の実施例を添付図面に基づいて説
明する。図１〜図３は本発明の一実施例を示すものであ
り、図４と同一部分は同一の参照符号で示す。図１
（ａ）は永久磁石部材の素材の縦断面図、図１（ｂ）は
同右側面図、図２（ａ）、（ｂ）は永久磁石部材の縦断
面図であり、図３はマグネットロールの概略断面図を示
す。図１（ａ）の永久磁石部材１を樹脂磁石により形成
する場合は、一つの例として強磁性粉末［フェライト、
希土類コバルト等］と高分子重合体［ポリアミド樹脂
（ナイロン）、硬質ポリ塩化ビニル樹脂、ポリスチレン
樹脂、ポリプロピレン樹脂、スチレンアクリロニトリル
樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフエニ
レン樹脂、ポリスルホン樹脂等］を主体とする混練物
を、金型内に注入し、磁場を印加しながら射出成形し、
冷却・固化された成形体を金型から取り出す。次に、図
２（ａ）に示す通り、シャフトに耐摩耗性を付与する必
要があるため、金属製の短シャフト７および８を該金属
製短シャフトの断面に合致する形状に凹穴図１（ｂ）の
１ａが形成された永久磁石部材１の凹穴底部に突き当た
るまで圧入するか、もしくは初めから予め前記金属製短
シャフトを射出成形金型内にインサートして前記強磁性
粉末と前記高分子重合体の混練物を注入し、磁場を印加
しながら樹脂磁石を射出成形してもよい。あるいは、図
２（ｂ）に示す通り、樹脂磁石で中実円柱状でかつ両端
のシャフト部分も一体で永久磁石部材１を射出成形する
こともでき、この場合には、耐摩耗性を付与する必要が
あるため、前記永久磁石部材の少なくとも片側のシャフ
ト部分にキャップ９、１０を嵌着してもよい。図３に示
す如く、前記永久磁石部材の表面に多極着磁を施した
後、スリーブ６の端部内面に設けた環状凹部にフランジ
３を装入し、加工治具を使用して（図示せず）、前記ス
リーブ端部を内側に折曲げ、即ちかしめによりスリーブ
とフランジとを結合する。他方のフランジ４とスリーブ
６は比較的固着強度が小さくてもよいので、両者間に接
着剤を介在させて固着一体化するか、又はかしめにより
固着することによりマグネットロールが組立てられる。
ここで、フランジ３、４は導電性を有する含油焼結金属
で形成し、軸受の機能も同時に有する。また、バイアス
電圧は、電極１１、フランジの支持部３ａ及びフランジ
３を通してスリーブ６の表面に印加可能となる。本発明
に用いられる含油焼結金属としては、銅系材料（Cu-Sn
系、Cu-Sn-Pb系等）、アルミニウム系材料（Al-Cu-Mg系
等）、鉄系材料（純鉄系、Fe-Cu系、Fe-C系、Fe-C-Cu
系、Fe-Pb-Cu系等）およびステンレス系材料等が挙げら
れる。ただし、鉄系は概して銅系に比べて硬くてシャフ
トに対する馴染みすなわち潤滑性能ＰＶ値（＝許容荷重
Ｐとシャフトの周速Ｖとの積）が悪く、耐食性に劣るな
どの欠点があり、一方アルミニウム系は銅系、鉄系に比
べて軟質であるから機械的強度が劣り、またステンレス
系は銅系、鉄系に比べて高価であるなど、以上諸々の理
由から鑑み、銅系材料を使用することが好ましい。多孔
質の含油焼結金属を軸受として使用する場合の給油機構
について略述すると、マグネットロール稼働時にシャフ
トの回転に伴いポンプ作用によって軸受内部の含油孔よ
り吸出された油と、摩擦熱にもとづく膨張のために滲み
出た油とが摺動面に油膜を形成し、シャフトと軸受との
金属接触が避けられる。またシャフトが止まれば冷却す
るので、摺動面に存在する余分な油は毛細管力によって
再び元の含油孔に吸収される。すなわち実際にはもちろ
ん油の消耗に対してある程度の補充が必要であるが、常
時外部から給油することなく、機能的には焼付きを生じ
る危険はなく、無給油で使用できる軸受となる。

【０００７】

【発明の効果】本発明は、以上記述のような構成および
作用であるから、下記の効果を奏し得る。 （１）一端に支持部が形成されたフランジを導電性のあ
る含油粉末冶金焼結金属で形成することにより、フラン
ジの支持部を介して、スリーブに安定してバイアス電圧
を印加することが可能となる。また、フランジを含油粉
末冶金焼結金属で形成することにより、別個の軸受が不
必要となり、それに伴いフランジに予め軸受支承部を加
工し、次いで軸受を圧入して組立てる工程が不要とな
る。よって、部品点数減、延いては工数が削減され、製
造コスト低減を実現し得る。 （２）樹脂磁石製永久磁石部材のシャフト部分に金属製
のキャップを装着することにより、支持部での耐摩耗性
向上の改善に繋がる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における永久磁石部材の素材の
縦断面図（ａ）、および同右側面図（ｂ）である。

【図２】本発明の実施例における永久磁石部材の縦断面
図である。

【図３】本発明の実施例を示すマグネットロールの概略
断面図である。

【図４】従来のマグネットロールの概略断面図である。

【符号の説明】

１ 永久磁石部材、２ シャフト、３、４ フランジ、
３ａ フランジ支持部、５，５′軸受、６ スリーブ、
７，８ 金属製短シャフト、９，１０ キャップ、１１
電極

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周面が所定寸法に仕上げられた、外径
   Ｄ≦１６mm、軸方向長さＬ／Ｄ≧３で外周面に軸方向に
   延びる複数個の磁極を設けてなる永久磁石部材と、塑性
   加工可能な非磁性材料により中空円筒状に形成しかつ端
   部内面に環状凹部を設けたスリーブとを、これらの両端
   部に設けたフランジを介して相対回転自在に構成してな
   るマグネットロールにおいて、前記永久磁石部材の少な
   くとも片端に金属製短シャフトを有し、フランジが支持
   部を有しかつ導電性を有する含油粉末冶金焼結金属から
   なり、スリーブの端部内面に設けた環状凹部に前記フラ
   ンジを嵌着し、前記スリーブ端部を内側に折曲げ、スリ
   ーブとフランジを結合したことを特徴とするマグネット
   ロール。
2. 【請求項２】 前記永久磁石部材は、中実円柱状でかつ
   シャフト部分も一体形成した樹脂磁石からなり、該シャ
   フト部分の少なくとも片端に金属製キャップを嵌着した
   ことを特徴とする請求項１記載のマグネットロール。