JPH10177302A

JPH10177302A - マグネットロール

Info

Publication number: JPH10177302A
Application number: JP33682996A
Authority: JP
Inventors: Masaharu Iwai; 雅治岩井
Original assignee: TOCHIGI KANEKA KK; Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: TOCHIGI KANEKA KK; Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1996-12-17
Filing date: 1996-12-17
Publication date: 1998-06-30

Abstract

(57)【要約】【課題】製作に際して金型や、バイトによる内面切削
加工を必要とせず、製作も比較的容易であり、同軸度も
優れているマグネットロールを提案せんとするものであ
る。【解決手段】マグネット両端から突出させたシャフト
端部を回転支持部となしたマグネットロールにおいて、
シャフト端部を、これらシャフト端部によって挟まれ且
つマグネットが外装固定されるシャフト主部を形成する
金属と磁気特性の異なる金属を用いて形成するととも
に、これら異種金属であるシャフト端部形成部材とシャ
フト主部形成部材とを摩擦圧接接合によって一体化した
ことを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は複写機やファクシミ
リ、更にはレーザープリンタ等に組み込まれるマグネッ
トローラーに関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式の複写機、ファクシミリや
レーザープリンタに組み込まれる現像装置やクリーニン
グ装置には、円筒状スリーブ内にマグネットロールを相
対回転可能に組み込んだ磁気シリンダーが用いられてい
る。マグネットロールは円筒状マグネットにシャフトを
挿通したり、シャフト表面にマグネット片を貼り付けて
構成されるが、ここに用いられるシャフトａは、図５
（ａ）（ｂ）に示すように、マグネットがその表面に固
定されるシャフト主部ａ１と、その両端部に設けた回転
支持部としてのシャフト端部ａ２，ａ２’とに機能上、
区分される。

【０００３】従来、このようなシャフトはシャフト主部
ａ１及びシャフト端部ａ２，ａ２’を含めた全体を同一
金属を用いて作製されており、例えば、その素材として
は、ＳＵＭ２２等の鉄にＮｉメッキ等を施したものや、
ＳＵＳ３０３等のステンレスやＡ６０６３等のアルミが
用いられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら全体が同
一金属であるシャフトを用いたマグネットロールには解
決すべき問題があった。先ず鉄にＮｉメッキ等を施した
ＳＵＭ２２等を用いた場合、シャフト端部も磁性材料に
よって形成されるため、図６に示すようにマグネットｍ
の端部表面からシャフト端部に向かって磁束の流れが生
じる。しかもマグネット端部における磁束密度は図６の
下半分に記した磁束密度分布に示すようエッジ効果のた
めにピークＰが形成される。この結果、磁束の流れに沿
って現像剤が繋がる現象、即ち、マグネット端部からシ
ャフトにかけて現像剤のループが形成され、これが、磁
気シリンダーを構成した場合のスリーブ端部における現
像剤こぼれや現像剤連れ回りを引き起こし、用紙を汚し
たり、回転軸に侵入して回転不良を起こす原因となる。

【０００５】一方、全体をステンレスやアルミ等の非磁
性体から作製したものでは、上記問題はないものの、ス
テンレスは高価であることから磁気シリンダーの製造原
価の高騰をもたらすという問題がある。また、アルミは
安価ではあるものの機械的強度が弱いためたわみが発生
しやすく、シャフト素材としては適さない。

【０００６】このような問題の解決法として、シャフト
を、マグネットが固定されるシャフト主部と、その両端
に位置するシャフト端部とをそれぞれ異種金属を用いて
構成したうえ、これらを結合して構成するマグネットロ
ールが提案されている。これは図７に示すように、ＳＵ
Ｍ２２等の鉄を用いて作製したシャフト主部部材ａ１’
の両端に、ＳＵＳ３０３等のステンレス製のシャフト端
部部材ｂ，ｂ’を圧入したうえ、接着剤で固定したり、
あるいはピンを用いて固定するというものである。この
マグネットロールはシャフト端部が非磁性体であるため
にマグネット端部からシャフト端部に向かう磁束の流れ
がほとんど生じず、マグネット端部における現像剤こぼ
れや、現像剤連れ回しの現象を大幅に抑制することがで
きる。

【０００７】しかしながら、このようにシャフト主部部
材ａ１’にシャフト端部部材ａ２，ａ２’を圧入するも
のでは、両部材の圧入部に高度な加工精度が必要とな
る。特にシャフト主部部材ａ１’の端部に形成するシャ
フト端部部材ａ２を受け入れ用の受入れ穴には、回転時
のガタをなくす観点から高精度な同軸度が要求され、こ
れを実現するために多くの費用を要する。例えば受入れ
穴を有するシャフト主部部材ａ１’を鋳造により作製す
る場合には、高精度な金型が必要となり、また押し出し
成形した棒材の両端部に後加工により受入れ穴を形成す
る場合には、バイトによる高精度な内面切削加工が必要
となり、いずれの場合も加工費用が嵩むという問題があ
る。更にこれに加えて接着剤塗布作業やピン止め作業も
必要となり、煩雑でもある。本発明はかかる問題を解決
せんとするもので、製作に際してバイトによる内面切削
加工や金型を必要とせず、製作も比較的容易で同軸度に
も優れたマグネットロールを提案せんとするものであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明者はシャフト主部部材と、回転支持部となる
シャフト主部部材とを異材質の金属を用いて作製し、こ
れら両部材を摩擦圧接接合によって一体化することを提
案する。

【０００９】シャフト主部部材及びシャフト端部部材に
用いる金属は互いに磁気特性が異なるものを用いる。本
発明は、その主たる目的が、シャフト端部での現像剤こ
ぼれや現像剤連れ回し現象の抑制にあることから、通常
は、この目的達成のために、シャフト主部部材には磁性
材料である鉄を用い、他方、シャフト端部部材には非磁
性のステンレスを用いる。

【００１０】また、マグネットロールによっては中央部
に非磁性が必要な場合や、マグネット両端部の磁力を強
くしたい場合もある。このような場合は、シャフト主部
部材に非磁性のステンレスを用い、シャフト端部部材に
磁性材料である鉄を用いる。

【００１１】

【作用】本発明のマグネットロールは、マグネットロー
ルに要求される磁気特性に応じて、シャフト主部及びシ
ャフト端部それぞれを形成する金属を選択することによ
り、所望の磁気特性を有するマグネットロールを得るこ
とができる。特にシャフト主部部材に鉄を用い、シャフ
ト端部部材に非磁性のステンレスを用いた場合にはスリ
ーブ端部における現像剤こぼれや現像剤連れ回り現象が
なくなる。またこれとは逆にシャフト主部を形成する金
属として非磁性のステンレスを用い、シャフト端部を形
成する金属が鉄を用いた場合にはシャフト端部の磁束密
度の強化がはかれる。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に本発明の詳細を図示した実施
例に基づき説明する。図１は本発明のマグネットロール
に用いるシャフトの組み立て工程の一工程を示し、図２
は組み立て後のシャフトを示している。シャフトはマグ
ネットが外装固定されるシャフト主部部材１と、組み立
て後に回転支持部となるシャフト端部部材２，２’とか
ら構成される。シャフト主部部材１とシャフト端部部材
２，２’とは異種金属によって形成され、両部材は摩擦
圧接接合によって結合固定されている。シャフト主部部
材１の材料としては、通常、ＳＵＭ２２等の鉄にＮｉメ
ッキ等を施したものを用い、他方、シャフト端部部材
２，２’の材料としてはＳＵＳ３０３等のステンレスを
用いる。シャフト端部部材２，２’の材料としてＡ６０
６３等のアルミを用いることも可能であるが、機械的強
度の点からは前述のステンレスを用いることが好まし
い。

【００１３】このようにシャフト主部部材１に磁性材料
を用い、シャフト端部部材２，２’に非磁性材料を用い
た場合、このシャフトを用いて構成されたマグネットロ
ールは、マグネット端部からシャフト端部部材２，２’
に向かう磁束はほとんどなくなり、マグネット端部の磁
束密度は、図４に示すように減衰する。マグネットロー
ルにスリーブを外装して磁気シリンダーを構成した場合
に、現像剤のこぼれや現像剤の連れ回りの現象が発生す
ることはない。

【００１４】尚、磁気回路の構成上、シャフト中央部に
非磁性が必要であり、それとは逆にシャフト端部には磁
性が必要な場合には、シャフト主部１にＳＵＳ３０３等
のステンレスを用い、他方、シャフト端部部材２，２’
にＳＵＭ２２等の鉄にＮｉメッキ等を施したものを用い
る。

【００１５】本発明では、シャフト主部部材１とシャフ
ト端部部材２，２’とは摩擦圧接接合によって結合固定
する。ここで摩擦圧接接合というのは、結合させようと
する２部材を摺動加圧しながら圧接面で発生する摩擦熱
により材料を溶融軟化させ、これにより接合面で対面す
る材料を相互に混じり合わせて強固な接合を実現すると
いう接合手法である。この手法によれば接合後は両材料
の明確な境界というものは存在せず、接合部周辺では両
材料の含有率が段階的に変化した傾斜材料の状態が実現
され、両部材の完全一体化がなされる。具体的には、固
定したシャフト主部部材１の端面に対し、シャフト端部
部材２，２’を回転させながら強く押しつけ、これによ
り、シャフト主部１とシャフト端部部材２，２’との接
合面で両部材を摩擦熱で溶融軟化させて混じり合わせる
という手法をとる。シャフト主部部材１としては、丸棒
や角棒等を用い、シャフト主部部材１の中央部を基準に
して摩擦圧接接合したシャフト端部部材ａ２を仕上加工
する。これにより高精度な同軸度が実現され、回転動作
時にガタが発生することはない。尚、図３に示すように
シャフト端部部材２に空回り防止用の切欠き２ａを必要
とする場合は、この仕上加工のなかで行う。本発明で
は、従来のようにシャフト主部部材１の両端にシャフト
端部部材を受け入れるための受入れ穴を形成する必要が
ないので、鋳造用金型やバイトによる内面切削加工が不
要であり、加工費用が安価である。

【００１６】このような摩擦圧接接合によって一体化さ
れたシャフト主部部材１とシャフト端部部材の一体化度
は極めて強固であり、シャフト端部部材に加えられる回
転力を正確に且つガタを伴うことなくシャフト主部部材
１に伝えることができる。

【００１７】

【発明の効果】本発明のマグネットロールは、マグネッ
トが外装される部分を構成するシャフト主部部材と、そ
の両端にあって回転支持部を構成するシャフト端部部材
とを磁気特性の異なる異種金属を用いて形成し、これら
異種金属よりなる両部材を摩擦圧接接合による結合固定
したので、そのマグネットロールに要求される磁気特性
に応じて、シャフト主部及びシャフト端部のそれぞれを
形成する金属を選択することにより、所望の磁気特性を
有するマグネットロールを得ることができる。特に、シ
ャフト主部部材に鉄を用い、シャフト端部部材に非磁性
のステンレスを用いた場合にはマグネット端部における
現像剤こぼれや現像剤連れ回り現象をなくすことができ
る。またこれとは逆にシャフト主部形成金属に非磁性の
ステンレスを、シャフト端部形成金属に鉄を用いた場合
にはシャフト端部の磁束密度の強化がはかれる。そして
このようなシャフトを製作するに際しては、シャフト主
部両端にシャフト端部部材圧入用の受入れ穴等を形成す
る必要がないため、鋳造用金型や内面切削用バイトが不
要であるうえに、固定ピンの挿通作業や接着剤塗布とい
った作業も不要であり、製作費用も安価に済む。しかも
得られるシャフトはフレ等が少なく高精度である。

【図面の簡単な説明】

【図１】シャフト端部部材をシャフト主部部材の両端
面に摩擦圧接接合する様子を示す説明図

【図２】摩擦圧接接合したシャフトを示す正面図

【図３】一方のシャフト端部に回転力伝達用の切り欠
き部を設けた摩擦圧接接合したシャフトを示す正面図

【図４】本発明のマグネットロールの軸方向（長手方
向）の磁束密度分布を示す説明図

【図５】（ａ）（ｂ）は従来のマグネットロールに用
いるシャフトを示す斜視図

【図６】全体が鉄により形成された従来のマグネット
ロールにおいて、マグネット端部からシャフト端部に向
かって磁束のループが形成されている様子と、このマグ
ネットロールの軸方向（長手方向）の磁束密度分布を示
す説明図

【図７】鉄製の主部部材の両端にステンレス製のシャ
フト端部部材を接着剤あるいはピンを用いて固定した従
来のシャフトを示す説明図

【符号の説明】

１シャフト主部部材２，２’ シャフト端部部
材２ａ切欠きｍマグネットａシャフトａ１シャフト主部部材ａ２，ａ２’シャフト端部部材ａ１’シャフト主部部材ｂ，ｂ’シャフト端部部
材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マグネット両端から突出させたシャフト
端部を回転支持部となしたマグネットロールにおいて、
シャフト端部を、これらシャフト端部によって挟まれ且
つマグネットが外装固定される部分であるシャフト主部
を形成する金属と磁気特性が異なる金属を用いて別々に
形成し、シャフト端部部材とシャフト主部部材とを摩擦
圧接接合により一体化したマグネットロール。
【請求項２】シャフト主部部材が鉄であり、シャフト
端部部材が非磁性のステンレスである請求項１記載のマ
グネットロール。
【請求項３】シャフト主部部材が非磁性のステンレス
であり、シャフト端部部材が鉄である請求項１記載のマ
グネットロール。