JPH081830A - マグネットロール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 マグネットロール支持部からマグネットロー
ル外周面に至るまで導電性部材を設けることにより、バ
イアス電圧が安定して印加でき、しかも低価格の導電性
スリーブレスマグネットロールを提供する。 【構成】 導電性シャフトと、前記シャフトに保持され
た円筒状永久磁石と、前記円筒状永久磁石の表面に形成
された樹脂層と、前記樹脂層の表面に蒸着メッキされ
た、厚さ５μｍ以下の導電層とを有することを特徴とす
るマグネットロール。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、現像剤の搬送手段とし
て使用するスリーブレスタイプの導電性マグネットロー
ルに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、画像形成装置としては、複写
機やプリンター、或いはファクシミリ等が知られてい
る。これらの画像形成装置のうち、電子写真方式や静電
記録方式を採用する装置では、一般に、光像露光により
感光体表面に形成された静電潜像を、感光体に近接して
設けた現像剤搬送部材から磁性現像剤（一成分系の磁性
トナーあるいはトナーと磁性キャリアからなる二成分系
現像剤など）を供給し、現像剤中のトナーを前記静電潜
像に付着させて画像を形成する方法が採られている。
上記現像剤搬送部材の主要部は、表面に非磁性部材等で
形成されたスリーブを有する現像剤搬送用のロール状の
磁石体（以下、マグネットロールという）と、前記スリ
ーブ表面に保持される現像剤を一定層厚に規制する穂立
ち高さ規制部材（以下、ドクターブレードという）とか
ら構成されている。

【０００３】マグネットロールは、現像剤貯留用容器内
に設けられ、表面に複数個の磁極を有する円筒状永久磁
石と、この円筒状永久磁石と相対回転可能に永久磁石の
表面を覆ったスリーブとから構成されている。このマグ
ネットロールは、静電潜像の担持体である感光体と、一
定の微小間隔で対向配置されている。一方、近年の社会
的要請に応じて、画像品質の向上と、画像形成装置の低
価格・小型化が強く推進され、その主要機構部である現
像装置に対する種々の提案がなされている。このような
要求を満たすための手段として、例えば、円筒状永久磁
石の周囲に現像剤を保持するためのスリーブを設けな
い、いわゆるマグネットロールの表面に直接磁性現像剤
を吸着し、マグネットロールの回転により現像剤を搬送
するスリーブレスタイプのマグネットロールを使用して
静電潜像を現像することが提案されている。例えば、特
公昭５４−３９１３９号には、電気的導体からなる回転
軸を有する長尺の円筒状磁石ロールの表面に導電体層を
設け、導電体層と回転軸とを電気的に接続しかつ記録体
及び回転軸を接地もしくはバイアス電源に接続して、導
電性磁性トナー層を介して現像電流を流すようにした現
像装置が開示されている。また、特開昭６２−２０１４
６３号には、表面が導電性でありかつ表面に複数個の磁
極を有する円筒状磁石ロールを回転自在に配置し、前記
磁石ロールの回転により現像剤を画像担持体表面に搬送
し、前記画像担持体表面と前記磁石ロールとの間にゼロ
バイアスを含む直流バイアス電圧を印加して静電潜像を
顕像化する現像方法が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記構成のスリーブレ
スマグネットロールを使用して現像を行う場合、地カブ
リ防止又は反転現象を行うために、現像剤にはバイアス
電圧を印加することが必要であり、そのためにスリーブ
レスマグネットロールの表面に導電体層をメッキで形成
することが提案されている。その際、マグネットロール
は焼結磁石で形成される場合が一般的で、焼結磁石は、
例えばＢａフェライト粒子とＰＶＡ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）により成形後
焼結し、次いで多極着磁を施して作成される。あるい
は、Ｓｒ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出して長尺に成形
し、所定の軸方向長さに切断し、乾燥後焼結して作成さ
れる。ところが、上記のフェライト磁石は多孔質である
ため、ボイドが多く、電気メッキあるいは無電解ニッケ
ルメッキの手法では、マグネットロール表面にメッキが
付着し難いという問題点がある。

【０００５】本発明は、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マグネットロー
ル外周面に至るまで導電性部材を設けることにより、バ
イアス電圧が安定して印加でき、しかも低価格の導電性
スリーブレスマグネットロールを提供することを目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のマグネットロールにおいては、導電性シャ
フトと、前記シャフトに保持された円筒状永久磁石と、
前記円筒状永久磁石の表面に形成された樹脂層と、前記
樹脂層の表面に蒸着メッキされた、厚さ５μｍ以下の導
電層とを有する、という技術的手段を採用した。

【０００７】

【作用】上記の構成の通り、マグネットロールを構成す
る円筒状永久磁石の外周面に樹脂層を介して蒸着メッキ
を付着することにより、磁石表面にメッキ層を強固に形
成することができると共に、シャフトと円筒状磁石体表
面との電気的導通を確保でき、シャフトにバイアス電圧
を印加するとロール表面にも安定したバイアス電圧の印
加が可能となる。

【０００８】

【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は本発明のマグネットロールを用いた現像
装置の要部を示す縦断面図である。ここで、マグネット
ロールは一対の側板５に軸受６を介してシャフト２の両
端を支持固定され、電源７によりバイアス電圧が円筒状
永久磁石１の表面に印加されている。図１において円筒
状永久磁石１の素材は、平均粒径１μｍのＢａフェライ
ト粒子とＰＶＡ等の結合剤を乾式混合した原材料を静水
圧プレスにより中空円筒状に成形後焼結して作成される
（日立金属製ＹＢＭ−３）。一方、円筒状永久磁石１の
素材は、フェライト粒子｛Ｍｏ・ｎＦｅ₂Ｏ₃（Ｍ：Ｂ
ａ、Ｓｒ、Ｐｂの１種以上、ｎ＝５−６）｝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
出して中空円筒状、かつ長尺に成形し、所定の軸方向長
さに両端を切断し、乾燥後焼結処理して形成してもよ
い。その後、前記円筒状永久磁石の素材の外周面をセン
タレス研削加工することにより円筒状永久磁石１の外径
を所定寸法（例えば１０〜２０mm）に仕上げる。次い
で、円筒状永久磁石１の内径部に、鋼（ＳＵＭ）、オー
ステナイト系ステンレス鋼（ＳＵＳ３０３，ＳＵＳ３０
４）等の金属材料で形成された導電性シャフト２を接着
あるいは機械的に固着する。一方、樹脂磁石により円筒
状永久磁石を形成する場合は、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、導電性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せばよい。

【０００９】上記の円筒状永久磁石の表面に、図２に示
す（但し主要工程のみ記載）製造工程に従って、導電性
の薄層を蒸着メッキで形成する。すなわち中性洗剤、ト
リクレン、フレオン等で前記円筒状永久磁石を脱脂し、
密着性を高めるため無機酸混合エッチング液でエッチン
グした後、例えば５％苛性ソーダで中和を行い、下地層
としてアクリル、エポキシ、ポリエステル等の樹脂コー
トを行って樹脂層３を形成した後、蒸着メッキ層４を形
成する。ここで、図３に真空蒸着装置の概略図を示す。
前記蒸着メッキ層は前記円筒状永久磁石を真空蒸着装置
８内にセットし、真空ポンプ等で真空度を２×１０^-4mm
／Hg程度の高真空に下げた後、電極９を介してフィラメ
ント１０に２００Ｖの電圧で電流を流してメッキ素材１
１を加熱して蒸発させ、前記円筒状永久磁石の表面に蒸
気を当ててメッキを付着させる。なお、真空を用いる理
由は、空気中あるいは他のガス中で金属を熱すると酸化
またはガスと化合し、化合しない不活性ガスを用いた場
合でも金属の蒸気は放出を妨げられ、あるいは粒状化す
るので、物体の表面を被覆するには都合が悪いからであ
る。また、メッキの種類は、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、
Ａｕ等を用い得るが、コストの点ではＡｌが最も有利で
ある。１回の蒸着メッキ工程で形成し得る蒸着メッキ層
厚さは、約０．１μｍと極めて薄いため、蒸着メッキ層
が厚すぎると蒸着回数が多くなり製造コストの上昇を招
来するので、メッキ層厚さは５μｍ以下とする。但しメ
ッキ層が薄すぎると使用中に剥離したり、あるいは、磁
石表面が部分的に露出し易くなるので、１μｍ以上とす
ることが望ましい。最後に円筒状永久磁石１の表面に多
極着磁を施すことにより、本発明のマグネットロールが
得られる。

【００１０】次に本発明の実験例を説明する。外径８mm
のＳＵＳ３０３製シャフトに固着された外径２０mmの円
筒状フェライト磁石（日立金属製ＹＢＭ−３、３２極対
称着磁、表面磁束密度４００Ｇ）の表面にポリエステル
樹脂層（厚さ１μｍ）を介して上述した工程に従ってＡ
ｌ蒸着メッキ層（厚さ２μｍ）を形成したマグネットロ
ールを用いて、次の条件で作像した。現像剤として、平
均粒径３０μｍの偏平鉄粉キャリア（飽和磁化２００em
u／g、表面をシリコーン樹脂で被覆してＤＣ２００V／c
mの電場における体積抵抗値を１０⁹Ω・cmに調整）と体
積平均粒径８μｍの磁性トナーとを混合したもの（トナ
ー濃度５０重量％）を使用した。この磁性トナーは、ス
チレン−ｎ−ブチルメタクリレート共重合体（Ｍｗ約２
１万、Ｍｎ約１万６千）５５重量部、マグネタイト（戸
田工業社製ＥＰＴ−５００）４０重量部、ポリプロピレ
ン（三洋化成社製ＴＰ−３２）３重量部、荷電制御剤
（オリエント化学社製ボントロンＳ３４）２重量部を乾
式混合し、加熱混練後冷却固化し、粉砕後分級し次いで
表面に疎水性シリカ（日本アエロジル社製アエロジルＲ
９７２）を０．５重量部添加して作成した。

【００１１】ＯＰＣ感光体（周速２５mm／sec）の表面
に静電潜像（非露光部の電位−７００V）を形成し、マ
グネットロールと感光体との間の現像ギャップを０．４
mm、ドクターギャップを０．３mmに設定し、マグネット
ロールのシャフトに−５５０Vの直流電圧を印加し、マ
グネットロールを１５０mm／secの周速で回転させて反
転現象を行った。現像トナー像を普通紙にコロナ転写
後、熱ロール定着（線圧１kg／cm、定着温度１８０℃）
を行って最終画像（Ａ４サイズ）を得た。得られた画像
は、画像濃度が１．３９、カブリ濃度が０．０９で、チ
リや細線幅ムラのない良質のものであった。また、１０
万枚連続コピー後の画像濃度も殆ど変化がなく良質の画
像であり、かつ蒸着メッキ層に異常のないことを確認し
た。

【００１２】

【発明の効果】本発明は、以上記述のような構成および
作用により、下記の効果を得ることができる。 （１）円筒状永久磁石の表面に樹脂層を介して蒸着メッ
キ層を付着させることにより、メッキ層の付着強度が向
上し、シャフトと円筒状永久磁石表面の電気的導通を安
定して確保できる。 （２）（１）項の作用により円筒状永久磁石表面にバイ
アス電圧が常に安定して印加できるため、反転および地
カブリ防止ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るマグネットロールを用
いた現像装置の要部を示す縦断面図である。

【図２】蒸着メッキの製造工程を示す図である。

【図３】真空蒸着装置を示す断面図である。

【符号の説明】 １…円筒状永久磁石、２…シャフト、３…樹脂層、４…
蒸着メッキ層、５…側板、６…軸受、７…バイアス電
源、８…真空蒸着装置、９…電極、１０…フィラメン
ト、１１…メッキ素材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電性シヤフトと、前記シヤフトに保持
   された円筒状永久磁石と、前記円筒状永久磁石の表面に
   形成された樹脂層と、前記樹脂層の表面に蒸着メッキさ
   れた、厚さ５μｍ以下の導電層とを有することを特徴と
   するマグネットロール。