JP2006267336A - マグネットロール及びその製造方法、及び現像ロール - Google Patents
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Abstract
【課題】 反りの発生をより抑えることができるマグネットロール及びその製造方法、及び現像ロールを提供する。
【解決手段】 本発明に係るマグネットロール14においては、マグネットブロック20は、熱収縮チューブ38によってシャフト18に拘束される。そのため、マグネットブロック20は、シャフト18に接着固定することなく、シャフト18に取り付けることが可能である。従って、このマグネットロール14においては、マグネットブロック20とシャフト18との接着領域A2を省略したり、削減したりすることが可能である。このように接着領域A2が省略又は削減されたマグネットロール14は、従来のマグネットロールに比べて、反りの発生が有意に抑えられる。
【選択図】 図4
【解決手段】 本発明に係るマグネットロール14においては、マグネットブロック20は、熱収縮チューブ38によってシャフト18に拘束される。そのため、マグネットブロック20は、シャフト18に接着固定することなく、シャフト18に取り付けることが可能である。従って、このマグネットロール14においては、マグネットブロック20とシャフト18との接着領域A2を省略したり、削減したりすることが可能である。このように接着領域A2が省略又は削減されたマグネットロール14は、従来のマグネットロールに比べて、反りの発生が有意に抑えられる。
【選択図】 図4
Description
本発明は、複写機やファクシミリ、プリンタ等の電子写真方式の現像装置に利用されるマグネットロール及びその製造方法、及び現像ロールに関する。
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ルとして、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を封入する円筒状のスリーブとで構成された現像ロールが、下記特許文献1等に開示されている。このような現像ロールにおいては、マグネットロールの軸を固定した状態で外周のスリーブのみを回転させることで、スリーブの表面に吸着させた現像剤が現像領域まで搬送される。現像領域まで搬送された現像剤は、感光ドラムに供給されて、感光ドラム表面に形成されている静電潜像を可視像化する。なお、感光ドラムに供給されずにスリーブ側に残留した現像剤は、スリーブの回転により現像剤剥離領域まで到達したところでスリーブから剥離される。
すなわち、マグネットロールは、以上のような現像剤の搬送、現像、剥離といった処理を繰り返すため、マグネットロール表面には複数の磁極を形成させる必要がある。このような複数の磁極を、円筒状マグネット表面に形成する場合、設計上の磁力パターンが制限され、最も高い磁力を発生させるための磁石材質に合わせなければならずコスト上の自由度も制限される。そこで、目的とする磁力パターンに対応する磁極に着磁させた複数のマグネットブロックをシャフトの周囲に取り付けて、磁力パターンの自由度を高めたマグネットロールが、例えば、下記特許文献2〜4に開示されている。すなわち、複数のマグネットブロックを備えるこのようなマグネットロールを採用することで、各磁極のマグネット材料(磁性粉末)を自由に選択することができ、且つ、各磁極の磁石配向を自在に制御することができるようになる。なお、各マグネットブロックをシャフトに取り付ける方法としては接着剤を用いる方法が一般的である。
ここで、下記特許文献3において指摘されているように、複数のマグネットブロックをシャフトに接着固定したマグネットロールにおいては、各マグネットブロック同士の伸縮率の相違やマグネットブロックとシャフトとの伸縮率の相違等により、その長期使用時に反りが生じるという問題があった。この反りは、マグネットロールの磁気特性の変化に起因する現像不良を招くだけでなく、大きな反りが発生した場合には、マグネットロールがスリーブの内周面に接触してマグネットブロックの磨耗を招くこともあり得る。
特開平11−84879号公報
特開2003−167440号公報
特開平11−150017号公報
特開昭62−282423号公報
ただし、上記特許文献3に開示されているマグネットロールは、マグネットブロックの貼り合わせ面に単に非接着部を設ける技術であって、このように貼り合わせ面に単に非接着部を設けただけでは、上述した反りの発生を十分に抑えることはできない。
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、反りの発生をより抑えることができるマグネットロール及びその製造方法、及び現像ロールを提供することを目的とする。
本発明に係るマグネットロールは、シャフトと、シャフトの軸線方向に対して平行に延びると共に、シャフトを囲むように配置された複数のマグネットブロックと、マグネットブロックの外周面側から、マグネットブロックをシャフトに拘束する拘束部材とを備えることを特徴とする。
このマグネットロールにおいては、マグネットブロックは、拘束部材によってシャフトに拘束される。そのため、マグネットブロックは、シャフトに接着固定することなく、シャフトに取り付けることが可能である。従って、このマグネットロールにおいては、マグネットブロックとシャフトとの接着領域を省略したり、削減したりすることが可能である。このように接着領域が省略又は削減されたマグネットロールは、従来のマグネットロールに比べて、反りの発生が有意に抑えられる。
また、拘束部材のシャフトの軸線方向に直交する断面の形状が略環状であることが好ましい。この場合、マグネットロールがマグネットブロックを複数備える場合であっても、拘束部材が全てのマグネットブロックを確実にシャフトに拘束することができる。
また、一対の拘束部材を備え、一対の拘束部材は、マグネットブロックの長手方向における両端部に位置していることが好ましい。この場合、シャフトにマグネットブロックをバランス良く取り付けることができる。
また、拘束部材が熱収縮チューブであることが好ましい。この場合、マグネットブロックを容易且つ確実にシャフトに拘束することができる。
また、マグネットブロックが、シャフトの外周面に設けられた接着領域においてシャフトに接着固定されており、シャフトの軸線方向において、接着領域はシャフトとマグネットブロックとが接触する接触領域の一部分のみに設けられており、且つ、シャフトの軸線方向における接着領域の全域に亘って接着剤が塗布されていることが好ましい。このような接着領域を設けた場合には、反りの発生を抑えつつ、マグネットブロックをシャフトに確実に固定することができる。
本発明に係る現像ロールは、シャフトと、シャフトの軸線方向に対して平行に延びると共に、シャフトを囲むように配置された複数のマグネットブロックと、マグネットブロックの外周面側から、マグネットブロックをシャフトに拘束する拘束部材とを有するマグネットロールと、マグネットロールを収容する円筒状スリーブと、スリーブの端部開口に嵌着された一対のフランジとを備えることを特徴とする。
この現像ロールにおいては、マグネットブロックは、拘束部材によってシャフトに拘束される。そのため、マグネットブロックは、シャフトに接着固定することなく、シャフトに取り付けることが可能である。従って、この現像ロールのマグネットロールにおいては、マグネットブロックとシャフトとの接着領域を省略したり、削減したりすることが可能である。このように接着領域が省略又は削減されたマグネットロールを備える現像ロールは、従来のマグネットロールを備える現像ロールに比べて、マグネットロールの反りの発生が有意に抑えられる。
本発明に係るマグネットロールの製造方法は、シャフトを囲むように配置された複数のマグネットブロックを、マグネットブロックの外周側からシャフトに拘束する拘束部材によって拘束するステップを有することを特徴とする。
このマグネットロールの製造方法においては、シャフトを囲むように配置された複数のマグネットブロックは拘束部材によって拘束される。そのため、マグネットブロックは、シャフトに接着固定することなく、シャフトに取り付けることが可能である。従って、このマグネットロールにおいては、マグネットブロックとシャフトとの接着領域を省略したり、削減したりすることが可能である。このように接着領域が省略又は削減されたマグネットロールは、従来のマグネットロールに比べて、反りの発生が有意に抑えられる。
また、マグネットブロックとシャフトとの間の磁気的引力によって、シャフトを囲むように複数のマグネットブロックを配置することが好ましい。この場合、マグネットブロックを配置させるために道具等を別途準備する必要がないため、マグネットロール作製の簡便化が図られる。
また、拘束部材が熱収縮チューブであり、シャフトにマグネットブロックを拘束する際に、熱収縮チューブを加熱処理することが好ましい。この場合、マグネットブロックを容易且つ確実にシャフトに拘束することができる。
また、シャフトの外周面に設けられた接着領域において、マグネットブロックをシャフトに接着固定するステップをさらに有し、シャフトの軸線方向において、接着領域はシャフトとマグネットブロックとが接触する接触領域の一部分のみに設けられており、且つ、シャフトの軸線方向における接着領域の全域に亘って接着剤が塗布されていることが好ましい。このような接着領域を設けた場合には、反りの発生を抑えつつ、マグネットブロックをシャフトに確実に固定することができる。
本発明によれば、反りの発生をより抑えることができるマグネットロール及びその製造方法、及び現像ロールが提供される。
以下、添付図面を参照して本発明に係るマグネットロール及びその製造方法、及び現像ロールを実施するにあたり最良と思われる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。
図1は、本発明の実施形態に係る現像ロール10の概略斜視図であり、図2及び図3はそれぞれ、図1に示した現像ロール10のII−II線断面図及びIII−III線断面図である。
図1〜図3に示すように、現像ロール10は、長尺円筒状のアルミニウム製スリーブ12と、このスリーブ12の内部に配置されたマグネットロール14と、スリーブ12の端部開口12a,12bそれぞれに嵌着固定された一対のフランジ16A,16Bとで構成されている。
さらに、マグネットロール14は、円柱状のシャフト18と、このシャフト18の外周面18aに拘束された5つの長尺のマグネットブロック20(20A〜20E)とによって構成されている。マグネットブロック20とシャフト18の接着面を平面とした角柱状のシャフトも使用することができる。
シャフト18は、鉄などの金属材料により構成されており、その長さはマグネットブロック20よりも長くなっている。このシャフト18の両端18b,18cは、マグネットブロック20から露出している。使用用途により、樹脂材料からなるシャフトも選択可能である。特にシャフト18は磁性材料で構成されることが好ましい。
各マグネットブロック20の断面形状は、図3に示すように、シャフト18の外周面18aの曲率と略同じ曲率を有する第1の弧A1と、第1の弧A1と同一の曲率中心及び開き角を有し第1の弧A1よりも曲率半径が大きい第2の弧A2と、第1の弧A1及び第2の弧A2の対応する端点同士を真っ直ぐに結ぶ2本の線分L1,L2とによって形成された形状となっている。そして、第1の弧A1がマグネットブロック20の長手方向に延びた曲面がマグネットブロック20の内周曲面20aとなっており、同じく第2の弧A2がマグネットブロック20の長手方向に延びた曲面がマグネットブロック20の外周曲面20bとなっており、また、2本の線分L1,L2がマグネットブロック20の長手方向に延びた一対の平面がマグネットブロック20の両側平面20c,20dとなっている。
なお、図3に示したマグネットブロック20においては、第1の弧A1の曲率中心の位置と第2の弧A2の曲率中心の位置とがシャフト18の軸線位置Iにおいて一致しているが、第1の弧A1の曲率中心の位置と第2の弧A2の曲率中心の位置とが異なるマグネットブロックであってもよい。このようなマグネットブロックを採用することで、マグネットロールの磁力パターンを所望のパターンに高い精度で合致させることができる。
そして、各マグネットブロック20は、その外周面20b側から、後述する熱収縮チューブ38によってシャフト18に拘束されている。なお、各マグネットブロック20断面の第1の弧A1の開き角はいずれも60度となっており、5つのマグネットブロック20A〜20Eは互いに隣接している。すなわち、シャフト18は、マグネットブロック20によってその全周を完全には囲まれておらず、シャフト18の周りにはマグネットブロック20の存在しないブロック欠落部22が形成されており、このブロック欠落部22においてはシャフト18の外周面18aが露出している。上述の構造は、後述する二成分系現像剤を使用する場合において、反発極の制御を行うために有効な構造である。また、一成分系現像剤または二成分系現像剤を使用する場合を問わず軽量化や低コスト化に有効である。
また、各マグネットブロック20A〜20Eの外周曲面20bにおける極性は、図3において符号Nと符号Sとで示しているように、N極とS極とが交互になるように配置されており、そのためマグネットロール14の外周面14aには円周方向に沿ってN極とS極とが交互に並んでいる。より詳しく説明すると、汲み上げ極として機能するN極のマグネットブロック20A、層規制極として機能するS極のマグネットブロック20B、搬送極として機能するN極のマグネットブロック20C、現像極として機能するS極のマグネットブロック20D、剥離極として機能するN極のマグネットブロック20Eが、スリーブ12の正回転方向(図3の矢印T方向)にこの順番で並んでいる。
各マグネットブロック20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である。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。本実施形態においては、高い磁気特性が要求される現像極のマグネットブロック20Dはプラスチックマグネットであり、その他のマグネットブロック20A,20B,20C,20Eはラバーマグネットである。
そして、マグネットブロック20の外周曲面20bによって形成されたマグネットロール14の外周面14aと、スリーブ12の内周面12cとの間には、所定間隔dの空隙が形成されている。
なお、各マグネットブロック20の形状や磁力は、要求される磁束密度や着磁パターンに合わせて適宜変更することができる。例えば、マグネットブロック20の形状に関しては、マグネットブロック20の断面の第1の弧A1の開き角は60度に限らず、必要に応じてマグネットブロック毎に増減させることができる。また、磁極数においても、単極から複数極まで所望の磁力パターンに応じて適宜選定可能である。
以上で説明したマグネットロール14は、スリーブ12の長手方向と同一方向に延在するようにスリーブ12内に配置され、スリーブ12の両端に位置する1対のフランジ16A,16Bによって回転自在に支持されている。ここで、フランジ16A及びフランジ16Bは、その外形形状が略厚肉円板状となっており、その中心軸線に沿ってそれぞれ孔24A,24Bが形成されている。そして、この孔24A,24Bのそれぞれの内側には、シャフト18を回転支持するベアリング26A,26B(例えば、焼結含油軸受)が取り付けられている。
なお、フランジ16A側のシャフト18の一端部18bは、フランジ16Aの孔24Aを貫通し、スリーブ12と一対のフランジ16A,16Bとで構成されるケース28の外側まで突出している。一方、フランジ16B側のシャフト18の他端部18cは、フランジ16Bの有底の孔24B内に位置している。このフランジ16Bには、その外側表面からシャフト18の軸線Iと同軸状に突出する円柱状の軸部30が形成されている。
つまり、シャフト18と、ケース28(つまり、スリーブ12と一対のフランジ16A,16B)とは、シャフト18の軸線Iに関して同軸的に配置されていると共に、シャフト18の軸線Iを回転中心としてベアリング26A,26Bを介して相対的に回転自在となっている。
そして、現像ロール10を現像装置に設置する際には、図2に示すように、現像ロール10の一端部であるケース28から突出するシャフト18の端部18bは、現像装置の一方の側壁32Aに固定される。また、現像ロール10の他端部であるフランジ16Bの軸部30は、現像装置の他方の側壁32Bにベアリング34を介して回転自在に軸支される。
つまり、現像ロール10を現像装置に設置すると、マグネットロール14は回転しないように保持され、マグネットロール14を覆うケース28だけがシャフト18周りに回転自在に保持される。この状態で、フランジ16Bの軸部30にギア等を取り付けて、モータ等により軸部30を回転駆動させることで、現像ロール10のケース28の回転制御がおこなわれる。
ここで、図2における右側のフランジ16Bの側からスリーブ12を回転駆動する場合、このフランジ16Bは、スリーブ12に回転を伝達する機能を有するので“駆動側フランジ”と称され、このようなフランジ16Bは一般に耐摩耗性に優れた非磁性材料(例えば、アルミニウム)によって構成される。一方、図2における左側のフランジ16Aは、マグネットロール14をスリーブ12内に保持する機能を有するので“従動側フランジ”と称され、このようなフランジ16Aは駆動側フランジと同材料が選定されるが、軽量性やコスト性を求める場合や精度を求めない場合は樹脂材料によって構成することもできる。
現像装置に設置された現像ロール10のケース28が回転すると、ケース28の外周面28a(すなわち、スリーブの外周面12d)に担持された現像剤が感光体ドラム(図示せず)に対向する位置まで搬送されると共に、現像剤に含まれるトナーが感光体ドラムの静電潜像に付着して、静電潜像が可視像化される。現像ロール10に用いる現像剤としては、トナーのみの一成分系現像剤及びトナーとキャリアとが混合された二成分系現像剤のどちらも用いることができる。
なお、上述した現像装置への現像ロール10の設置態様とは異なる以下のような設置態様であってもよい。すなわち、フランジ16Bの軸部30を現像装置の側壁32Bに回転しないように固定し、ケース28から突出するシャフト18の端部18bを現像装置の側壁32Aに回転自在に軸支して、ケース28が回転せずにマグネットロール14だけがケース28内部でシャフト18周りに回転するように、現像ロール10を現像装置に設置してもよい。また、マグネットロール14及びケース28の両方を回転自在に現像装置の側壁32A,32Bに軸支させて、互いに独立して回転するように現像ロール10を設置してもよい。
次に、マグネットブロック20のシャフト18への取り付けについて、図4を参照しつつ説明する。ここで、図4は、現像ロール10に収容されているマグネットロール14の側面図である。
図4に示すように、マグネットブロック20の長手方向(すなわち、シャフト18の軸線I方向)における両端部20e,20fには、一対の熱収縮チューブ(拘束部材)38が取り付けられている。この熱収縮チューブ38は厚さが0.05mmであり、この厚さは0.2mm以下が好ましく、0.03mm〜0.1mmの範囲であることがより好ましい。すなわち、熱収縮チューブ38の厚さが0.1mm以下であれば、マグネットロール14の外周面14aとスリーブ12の内周面12cとの間の空隙を拡大することなく、拘束部材38がスリーブ12の内周面12cに接触するような事態を回避することができる。一方、熱収縮チューブ38の厚さが0.03mm以上であれば、高強度の拘束が実現されるためマグネットロール14の信頼性が向上する。
この熱収縮チューブ38の取り付けは、以下の手順によっておこなわれる。すなわち、まず、5つのマグネットブロック20を、シャフト18の軸線I方向に沿うようにシャフト18を囲む位置に配置させる。このとき、シャフト18が磁性材料で構成されているため、シャフト18とマグネットブロック20との間には磁気的引力が生じる。そこで、この磁気的引力を利用して、マグネットブロック20それぞれをシャフト18に仮固定する。すなわち、マグネットブロック20をシャフト周りに配置する際、この磁気的引力によって仮固定されるため、別途仮固定用の道具等を準備する必要がないため、マグネットロール作製における簡便化が実現されている。マグネットブロック20は着磁してから上記固定、または、磁場中で成形したマグネットブロック20を使用して上記固定をすることができる。生産性から磁場中成形で作成したマグネットブロック20を利用することが好ましい。
次に、マグネットブロック20が仮固定されたマグネットロール14を、収縮前の熱収縮チューブ38に、マグネットブロック20の両端部20e,20fの位置まで挿通する。その後、熱収縮チューブ38に所定の加熱処理(例えば、温度60〜90℃、時間1秒〜数十秒)を施して収縮させる。その結果、熱収縮チューブ38は、マグネットブロック20の外周面20b側から、マグネットブロック20をシャフト18に拘束する。このように熱収縮チューブ38を用いてマグネットブロック20を拘束する方法は、熱収縮チューブ38にマグネットロール14を挿通して加熱処理するだけで完了するため、非常に簡便であると共に確実な拘束が実現される。
以上のように、マグネットブロック20が熱収縮チューブ38のみによってシャフト18に取り付けられているマグネットロール14においては、マグネットブロック20とシャフト18との接触領域A1のシャフトの軸線方向における全域に亘って、マグネットブロック20とシャフト18とが接着固定されていない。そのため、マグネットブロック20の伸縮はシャフト18によって制限されずに自在に伸縮することができる。従って、マグネットブロック20がシャフト18に対して相対的に伸縮した場合でも、マグネットブロック20はシャフト18を反らせるような力を実質的に生じさせない。
以上で説明したように、マグネットロール14においては、マグネットブロック20は、熱収縮チューブ38によってシャフト18に拘束される。そのため、マグネットブロック20を、シャフト18に接着固定することなく、シャフト18に取り付けられている。すなわち、このマグネットロール14においては、マグネットブロック20とシャフト18との接着領域が省略されているため、従来のマグネットロールに比べて、反りの発生が有意に抑えられている。
また、熱収縮チューブ38は、シャフト18の軸線I方向に直交する断面の形状が環状であるため、マグネットブロック20それぞれの外周面20b側から、マグネットブロック20の全てを確実にシャフト18に拘束している。さらに、一対の熱収縮チューブ38が、マグネットブロック20の両端部20e,20fに位置しており、このように一対若しくは複数対の熱収縮チューブ38を対称位置に配置することで、マグネットブロック20がシャフト18にバランス良く取り付けられる。
なお、上述したマグネットロール14は、必要に応じて、図5に示すマグネットロール14Aのようにマグネットブロック20とシャフト18とを接着固定してもよい。すなわち、マグネットロール14Aにおいては、シャフト18の軸線I方向において、シャフト18の外周面18aとマグネットブロック20Dの内周曲面20aとが接触する接触領域R1のうち、マグネットブロック20Dの中央に対応する領域のシャフト表面18aに接着領域R2が設けられている。そして、接着領域R2にはシャフトの軸線方向における全域に亘って接着剤40が塗布されており、シャフト18とマグネットブロック20Dとがこの接着剤40を介して結合されている。つまり、この接着領域R2に対応するマグネットブロック部分41は、シャフト18に対して強固に固定されている。
また、この接着領域R2の両側には、接着剤40が全く塗布されていない一対の非接着領域R3,R4が、接着領域R2を挟むように設けられており、この非接着領域R3,R4に対応するマグネットブロック部分42,43は、シャフト18に接着固定されていない。
つまり、接着領域R2は、シャフトの軸線方向における接触領域R1の全域ではなく一部領域にのみ設けられており、接触領域R1内の複数ヵ所ではなく1ヵ所のみに設けられている。
また、接着領域R2における接着剤40は、シャフト18の軸線I方向に直交する断面においては、図6に示すように、マグネットブロック20Dの内周曲面20a中央の狭い領域に部分的に塗布されている。このように、シャフト18の軸線I方向に直交する断面における接着領域R2を、内周曲面20aの全域R5よりも狭い領域に限定することで、接着剤40の使用量を低減することができる。
なお、接着剤40を用いたマグネットブロック20Dのシャフト18への取り付けは、以下の手順によっておこなわれる。すなわち、まず最初にマグネットブロック20Dの内周曲面20aのうち、上述した接着領域R2に対応する部分に接着剤40を塗布する。そして、マグネットブロック20Dの内周曲面20aとシャフト18の外周面18aとが互いに対面する状態で近接させて、マグネットブロック20Dをシャフト18に接着固定させる。
以上の説明では、マグネットブロック20Dを例に、マグネットブロック20のシャフト18への接着状態と接着手順とを示したが、その他のマグネットブロック20A,20B,20C,20Eの接着状態及び接着手順についても同様である。なお、マグネットブロック20を順次シャフト18に接着固定する際、隣り合うマグネットブロック20同士を強固に固定するために、マグネットブロック20の両側平面20c,20dに接着剤を塗布して、隣り合うマグネットブロック20同士を接着固定させてもよい。
以上で詳細に説明したように、マグネットロール14Aでは、接着領域A2を設けたことにより、マグネットブロック20をシャフト18に確実に固定することができ、且つ、反りの発生が有意に抑えられている。すなわち、接触領域R1の一部分に設けられた接着領域R2において、マグネットブロック20がシャフト18に接着固定されているため、マグネットロール14Aにおいては、マグネットブロックとシャフトの接触領域の全面に接着領域が設けられた従来のマグネットロールに比べて、反りの発生に大きく影響する接着領域の削減(狭小化)が実現されている。その上、接着領域R2は、シャフト18の軸線I方向におけるマグネットブロック20の長手方向中央に対応する領域に設けられているため、マグネットブロック部分42とマグネットブロック部分43との重さが等しくなっており、シャフト18にマグネットブロック20がバランス良く固定されている。なお、接着領域R2の接触領域R1に対する割合は小さいほど好ましく、その割合は1/3以下、好ましくは1/5以下、より好ましくは1/10以下である。
加えて、非接着領域と接着領域とが交互に並んだ従来のマグネットロールでは、その非接着領域に対応するマグネットブロック部分の伸縮は両側に位置する接着領域に対応するマグネットブロック部分によって制限され、その結果、非接着領域に対応するマグネットブロック部分の伸縮がマグネットロールの反りに影響を与える。従って、マグネットロール14Aは、単に非接着領域を設けただけの従来のマグネットロールに比べて、反りの発生が有意に抑えられている。
また、上述した熱収縮チューブ38は、必ずしも一対での利用に限らず、1つで利用したり、3つ以上で利用したりすることも可能である。なお、熱収縮チューブ38を1つだけで用いる場合には、図7に示したような態様も可能である。すなわち、図7に示すマグネットロール14Bのように、マグネットブロック20とシャフト18との接着領域R2をマグネットブロック20の一方の端部20e側に設け、マグネットブロック20の他方の端部20f側に熱収縮チューブ38を取り付ける態様であってもよい。
なお、シャフト18の軸線I方向に直交する断面における接着態様は、図8及び図9に示すようなものであってもよい。
すなわち、図8に示すように、マグネットブロック20Dの内周曲面20a中央の狭い領域と内周曲面20aの縁付近の領域に、部分的に接着剤40を塗布してもよい。この場合、シャフト18の周方向におけるマグネットブロック20Dの固定強度の向上が図られる。また、内周曲面20aの縁付近の領域に塗布された接着剤40によって、マグネットブロック20Dだけでなく、マグネットブロック20Dに隣接するように配置される両側のマグネットブロック20C,20Eをも効率よくシャフト18に接着固定することができる。そのため、マグネットブロック20Dの両側平面20c,20dへの接着剤の塗布を省略しても、マグネットブロック20同士をしっかりと固定することができる。このように、マグネットブロック20の両側平面20c,20dへの接着剤の塗布を省略した場合には、接着剤の塗布に係る作業性の向上はもちろんのこと、両側平面20c,20dに塗布した接着剤がマグネットロール14A,14Bの表面14aにはみ出すような事態も抑制される。
また、図9に示すように、マグネットブロック20Dの内周曲面20aの周方向に連続的に接着剤40を塗布してもよい。この場合、マグネットブロック20Dをシャフト18により強固に固定することができる。
上述した熱収縮チューブ38は、適宜、マグネットブロック20をその外周面20b側からシャフト18に拘束する可能なゴムチューブ、形状記憶合金、超弾性合金及びテープ部材等に変更可能である。
例えば、図10(a)に示したワッシャー状のC型金具38Aを熱収縮チューブ38の代わりに用いて、マグネットブロック20をシャフト18に拘束することも可能である。このC型金具(拘束部材)38Aの取り付けの際は、C型金具38Aを弾性変形させてマグネットロール14に嵌め込む。なお、C型金具38Aの構成材料としては、例えば、アルミニウム、真鍮、鉄、ステンレス等が用いられる。
また、図10(b)に示した形状の拘束部材38Bをマグネットブロック20の拘束に利用することもできる。この拘束部材38Bは、その内径がシャフトの外径と略同一で、且つ、その外径がマグネットロールの外径と略同一であるシャフト嵌合部38aと、シャフト嵌合部38aの外縁から迫り出した拘束部38bとを備えている。この拘束部材38Bは、図11に示すようにマグネットロール14Cに取り付けられる。すなわち、マグネットブロック20の一方の端部20e側において、マグネットブロック20を拘束することができる。また、拘束部材38Bは、シャフト嵌合部38aがシャフト18に堅固に嵌合固定されるため、マグネットブロック20の位置決めに利用することもできる。なお、図11に示したように、拘束部材38Bの拘束部38bに対応するようにマグネットブロック20に切り欠き部20gを設けることにより、マグネットロール表面14aに沿うように拘束部材38Bを取り付けることができる。
以下、本発明の効果をより一層明らかなものとするため、実施例を掲げて説明する。
まず、以下のような6種類のマグネットロールを準備した。すなわち、上述したマグネットロール14と同様のマグネットロール#1と、マグネットロール14Aと同様で接着領域長さの異なるマグネットロール#2,#3,#4と、マグネットロール14Bと同様のマグネットロール#5と、マグネットロール14Cと同様のマグネットロール#6とを準備した。すなわち、試料#1、試料#2、試料#3、試料#4、試料#5及び試料#6の接着領域長さは、それぞれ0mm、20mm、60mm、100mm、20mm、0mmとなっている。そして、いずれの試料においてもマグネットブロックの長さは300mmであるため、シャフトの軸線方向に関する接触領域長さに対する接着領域長さの割合は、それぞれ0、1/15、1/5、1/3、1/15、0となっている。
そして、シャフトの軸線に直交する断面において、マグネットブロック20Dとマグネットブロック20Aとが対向する方向(図3におけるX方向)に関するシャフトの反り量を測定した。つまり、主に、プラスチックマグネット製のマグネットブロック20Dがシャフトの反りに及ぼす影響について調べた。より具体的には、試料を常温環境下から低温環境下(10℃)に移行させたときに、シャフトに生じる反り量を測定した。その測定結果は、図12の表及び図13のグラフに示すとおりであった。ここで、図13のグラフの横軸は接着領域割合、縦軸は反り量(μm)を示している。
なお、本実施例に用いるプラスチック製のマグネットブロック20においては、バインダーとしてナイロン12を用い、磁性粉としてストロンチウムフェライトを用いた。また、本実施例に用いるラバーマグネット製のマグネットブロック20A,20B,20C,20Eにおいては、バインダーとしてニトリルゴムを用い、磁性粉としてストロンチウムフェライトを用いた。また、シャフトの径は6mm、マグネットロールの外径は16mmとした。さらに、試料#6においては、マグネットブロック20Dは拘束部材38Bのみで拘束し、その他のマグネットブロック20については長手方向中央において20mm長さで接着固定した。
これらの表及びグラフから明らかなように、接着領域割合(すなわち、接着領域長さ)が小さいほどシャフトの反り量が抑えられることがわかった。また、接着領域があるマグネットロールに比べて、接着領域のないマグネットロールのほうが、シャフトの反り量が小さくなることがわかった。
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、また、上述したような接着領域R2における接着は、マグネットロールの全てのマグネットブロックでおこなう必要はなく、少なくとも1つのマグネットブロックとシャフトとが接着領域R2で接着されてさえいれば、マグネットロールの反りの抑制に効果がある。特に、プラスチックマグネットで構成されたマグネットブロックを、上記接着領域R2においてシャフトと接着固定するのがよい。なぜならば、プラスチックマグネット製のマグネットブロックは、ラバーマグネット製のマグネットブロックに比べて弾性率が低いため、マグネットロールに反りを生じさせやすいためである。
また、マグネットブロックの断面形状は、上述した略扇状の断面形状に限らず、適宜角形やその他の形状に変更することができる。さらに、熱収縮チューブ等の拘束部材の長さは、適宜、増減することが可能であり、マグネットブロック全体を覆う長さにすることもできる。
10…現像ロール、14,14A,14B,14C…マグネットロール、18…シャフト、18a…外周面、20,20A〜20E…マグネットブロック、20a…内周曲面、20b…外周曲面、20c,20d…両側平面、38…熱収縮チューブ、38A…C型金具、38B…拘束部材、40…接着剤、R1…接触領域、R2…接着領域、I…軸線。
Claims (10)
- シャフトと、
前記シャフトの軸線方向に対して平行に延びると共に、前記シャフトを囲むように配置された複数のマグネットブロックと、
前記マグネットブロックの外周面側から、前記マグネットブロックを前記シャフトに拘束する拘束部材とを備える、マグネットロール。 - 前記拘束部材の前記シャフトの軸線方向に直交する断面の形状が略環状である、請求項1に記載のマグネットロール。
- 一対の前記拘束部材を備え、
前記一対の拘束部材は、前記マグネットブロックの長手方向における両端部に位置している、請求項1又は2に記載のマグネットロール。 - 前記拘束部材が熱収縮チューブである、請求項1〜3のいずれか一項に記載のマグネットロール。
- 前記マグネットブロックが、前記シャフトの外周面に設けられた接着領域において前記シャフトに接着固定されており、
前記シャフトの軸線方向において、前記接着領域は前記シャフトと前記マグネットブロックとが接触する接触領域の一部分のみに設けられており、且つ、前記シャフトの軸線方向における前記接着領域の全域に亘って接着剤が塗布されている、請求項1〜4のいずれか一項に記載のマグネットロール。 - シャフトと、前記シャフトの軸線方向に対して平行に延びると共に、前記シャフトを囲むように配置された複数のマグネットブロックと、前記マグネットブロックの外周面側から、前記マグネットブロックを前記シャフトに拘束する拘束部材とを有するマグネットロールと、
前記マグネットロールを収容する円筒状スリーブと、
前記スリーブの端部開口に嵌着された一対のフランジとを備える、現像ロール。 - シャフトを囲むように配置された複数のマグネットブロックを、前記マグネットブロックの外周側から前記シャフトに拘束する拘束部材によって拘束するステップを有する、マグネットロールの製造方法。
- 前記マグネットブロックと前記シャフトとの間の磁気的引力によって、前記シャフトを囲むように前記複数のマグネットブロックを配置する、請求項7に記載のマグネットロールの製造方法。
- 前記拘束部材が熱収縮チューブであり、前記シャフトに前記マグネットブロックを拘束する際に、前記熱収縮チューブを加熱処理する、請求項7又は8に記載のマグネットロールの製造方法。
- 前記シャフトの外周面に設けられた接着領域において、前記マグネットブロックを前記シャフトに接着固定するステップをさらに有し、
前記シャフトの軸線方向において、前記接着領域は前記シャフトと前記マグネットブロックとが接触する接触領域の一部分のみに設けられており、且つ、前記シャフトの軸線方向における前記接着領域の全域に亘って接着剤が塗布されている、請求項7〜9のいずれか一項に記載のマグネットロールの製造方法。
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- 2005-03-23 JP JP2005083176A patent/JP2006267336A/ja active Pending
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