JP3417420B2 - 乾式電子写真装置に用いるマグネットロール - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複写機やファクシミリ、
さらにはレーザービームプリンターなどの乾式電子写真
方式の現像装置やクリーニング装置に用いられるマグネ
ットロールに関し、最大磁力が必要な極のマグネット体
積を大きく取ることができるマグネットロールに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば複写機やファクシミリの現像装置
には、図６に示されるような磁気シリンダーが用いられ
ている。これはシャフトＡに略円筒形状のマグネットを
固定してなるマグネットロールＭの外側に、通常非磁性
体材料からなる円筒形状のスリーブＳＬが外装されてお
り、両端をフランジ３、４で封止するとともに、マグネ
ットロールＭのシャフトの一端側部１で回転可能に支持
され、同シャフトの他の一端側部２を前記フランジ４を
貫通させてスリーブＳＬの外部へ突出させ、このシャフ
トの一端側部２を固定支持することにより、マグネット
ロールＭをスリーブＳＬに非接触状態で内装したもので
ある。マグネットロールＭに対してスリーブＳＬを回転
させることにより、磁性体からなるトナーをスリーブＳ
Ｌ表面に磁気吸着させ、感光ドラム上に形成された静電
潜像上に転写させている。

【０００３】マグネットロールＭには磁極が外周面に複
数個配置されており、例えば図７に示す現像装置の例で
は磁極Ｎ１において、ドクターブレードＢとの間に集中
磁界を形成し、磁性体であるトナーＴの動きを規制する
とともにスリーブＳＬに担持されるトナーＴの堆積厚を
一定に制御し、磁極Ｓ１においてスリーブＳＬ表面から
静電潜像が形成された感光ドラムＤ上へトナーＴを転写
している。

【０００４】従来このような目的に用いられるマグネッ
トロールＭのマグネット材料としては、等方性または異
方性のゴム、プラスチック又は塩化ビニールなどからな
るボンデッドマグネットや焼結マグネットを所望形状に
成形したものをシャフトＡの周囲に貼り合わせたもの
や、上記と同様のボンデットマグネットをロール状に一
体成形後、所定の磁極を着磁したものが用いられてい
た。

【０００５】また現像装置に用いる場合、特に現像極と
しては一般的実用範囲として表面磁束密度で７５０Ｇ以
上が必要であり、加えて現像装置の小型化への要望によ
り、マグネットロールの小径化が要求されている背景の
もと、特定磁極の高磁力化のために従来から種々の方法
が試みられている。例えば特公平２−２１６４３によっ
て開示されているように異方性マグネットの配置を工夫
したり、別の例ではシャフトとして異形シャフトを用い
ることにより、所望の磁極のマグネット体積を大きく取
る等の方法が採用されてきた。

【０００６】図８には従来技術のうち特公平２−２１６
４３に開示されている異方性マグネットをシャフトの周
囲に貼り合わせた例を、また図９には異形シャフトを用
いた一例をそれぞれ示す。図８において各マグネット片
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄはそれぞれＮ１、Ｓ１、Ｎ２、
Ｓ２極を形成しており、各マグネット片２ａ〜２ｄの磁
化容易軸の向きを矢印の如く配向させている。本図の如
くマグネット片を配置すると、各マグネット片は互いに
反発するものの、反発力に抗してマグネット片を接着す
ることにより、Ｎ１極においてはＮ１極の磁界を主とし
て形成する２ａのマグネット片に対し、それに隣接する
２ｂ、２ｄのマグネット片の磁化容易軸がそれぞれのマ
グネットの隣接面１３、１４に対して直交しているた
め、それぞれ補極効果を有し、磁力線Ｎ１、Ｎ２極に集
中する結果、Ｎ１、Ｎ２極において強い磁力を得ること
ができるものである。また図９においては、Ｖ字型に加
工したシャフトＡを、ボンデッドマグネットの中心に配
置した例であり、磁極Ｎ１部のマグネット体積を最も大
きくすることにより、Ｎ１極にて最大磁力が得られると
いうものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、所望の
磁極の磁力を高めるため、種々の工夫がなされてはいる
ものの、従来技術においては、以下に示すような問題点
があった。特公平２−２１６４３に開示されている例で
は、所望の磁極の磁力を高める手段として、各マグネッ
ト片を互いに反発するようにシャフトに接合させるた
め、接着剤としてエポキシ系又はゴム系接着剤、あるい
は瞬間接着剤と呼ばれる強力な接着剤を用いなければな
らず、マグネットロールの組み立てに、高い習熟度や精
度の高い組み立て装置が必要であり、また強力な接着剤
が必要なことから接着剤にかかるコストが高くなり、総
じてマグネットロールの組み立てコストが高くなるとい
う問題点が有った。またマグネット片が反発力によって
離散しないよう、接着剤が完全に硬化するまで外力によ
り固定しておかなければならず、マグネットロールの組
み立てに時間を要するという問題点も有った。さらには
図１０に示すように、接着後のマグネット片２ａ〜２ｄ
が反発力によって離散せぬよう、マグネットロールＭの
表面を合成樹脂等の熱収縮チューブ１５で覆うことが好
ましく、マグネットロールＭのコストが上昇するという
問題点をも有していた。

【０００８】一方、異形シャフトを用いる例では、マグ
ネットロールのシャフトに例えばＶ字形の異形シャフト
を用いなければならないため、シャフトの加工コストが
上昇し、結果マグネットロールのコストが高くなってし
まうという問題点が有った。またシャフトの断面形状が
複雑にならざるを得ないため、所望形状のマグネット片
を、シャフトの周囲に張り合わせることが極めて困難と
なり、押し出し成形等によるボンデッドマグネットのみ
の使用に限定され、幅広いマグネット材料を用いること
ができないという問題点をも有していた。

【０００９】以上のように従来技術においては、マグネ
ットロールの組み立てコストが上昇したり、組み立てに
時間がかかり、またシャフトのコストが上昇したりして
いたため、マグネットロール自体のコストが高くなり、
加えて使用可能なマグネット材料が限定されたりしてし
まうという欠点を有していた。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上述の問題点に
鑑みて案出されたものであり、従来技術の問題点として
あげられたコストの上昇や用いるマグネット材料を限定
すること無く、簡便かつ安価に所望の磁極の磁力を高め
ることが可能な乾式電子写真装置に用いるマグネットロ
ールを提供するものであり、その特徴とするところは、
インサート押出成形法により作製したシャフト内挿ボン
デッドマグネットを所定長さに切断したのち端部処理し
て形成したマグネットロールの作製方法を採用しつつ、
そのシャフトをマグネットの偏心位置に設けたところに
あり、高磁力を要求される極部のマグネット体積が最大
となるようにシャフトが配設される。

【００１１】

【作用】本発明にかかる乾式電子写真装置に用いるマグ
ネットロールは、シャフトを偏心位置に設けており、シ
ャフトをマグネットロール中心からずらすだけで、所望
の磁極のマグネット体積を増加させることが可能である
ため、極めて簡単な手段により、所望の磁極の磁力を高
くすることができる。磁力を高める作用が、シャフトの
偏心によるマグネット体積の増加にあるため、使用可能
なマグネット材料が限定されることも無くなる。

【００１２】

【実施例】次に本発明の詳細を実施例に基づき説明す
る。マグネット材料としてボンデッドマグネットを用い
る場合、まず結合剤としては公知の合成樹脂およびゴム
などが使用できる。例えば塩素化ポリエチレン、エチレ
ン酢酸ビニール共重合体、ポリ塩化ビニール、酢酸ビニ
ールＮＢＲ等が単独または２種類以上混合して用いられ
るが、シャフトとの接着強度を確保するためにはビニー
ル系樹脂の使用がより好ましい。磁性粉としては例えば
マグネトプランバイト型のＳｒ、Ｂａフェライト等のフ
ェライト系が好適である。Ｓｍ−Ｃｏ系合金、Ｎｄ−Ｆ
ｅ−Ｂ等の希土類系磁性粉の使用も可能である。磁性粉
の含有率は３０〜７０体積％が好ましいが、フェライト
系では６０〜６８体積％がより好適である。磁性粉と結
合剤との親和性や流動性を高めるためシラン処理剤やチ
タネート処理剤、可塑剤、その他一般に用いられる添加
剤を添加することも可能である。

【００１３】上記材料により得られるボンデッドマグネ
ット組成物としては、１．５メガガウスエルステッド
（以下メガガウスエルステッドをＭＧＯｅと記す）以上
の最大エネルギー積を有するものを使用することが望ま
しい。１．５ＭＧＯｅ未満では通常要求されるマグネッ
トロールの表面磁束密度６５０ガウス（以下Ｇと記す）
を得ることが困難となる。

【００１４】本発明におけるシャフトには鉄、アルミニ
ウム、ステンレス等の金属、ポリフェニレンオキサイ
ド、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート等のエン
ジニアリングプラスチックよりなる断面円形または異形
のものが用いられる。またシャフトの外周面の一部には
シャフトとマグネットを接着固定するために、あらかじ
め接着剤としての酢酸ビニール等の樹脂被膜を塗布して
おくことが望まれる。

【００１５】シャフトのマグネット内への位置づけは、
最大磁力が必要な極のマグネット体積が最大となるよう
な偏心位置に配置し、またシャフトが磁性体の場合、磁
石とシャフトが構成する磁気回路を考慮して、最大磁力
が必要な極の磁力が最大となるような位置関係にシャフ
トが配設できるよう設計されたクロスヘッド付き磁場配
向ダイスを用いて、インサート押し出し成形法により連
続成形する。そして連続押し出しされたシャフト内挿マ
グネットを所定の長さに切断した後、端部処理を行っ
て、不必要なマグネットを切断し、スリーブへの取り付
け部を形成する。

【００１６】以下、本発明を具体的実施例を挙げてさら
に詳細に説明するが、本発明はこれら具体例により、何
等制限を受けるものではない。

【００１７】〔実施例１〕 外径３ｍｍの断面円形上の外周面の一部に、酢酸ビニー
ル形接着剤を塗布したステンレス製シャフトＡとシラン
系カップリング剤により表面処理したストロンチウムフ
ェライト６５体積％とポリ塩化ビニール、塩素化ポリエ
チレン、可塑剤、安定剤３５体積％からなるボンデッド
マグネット組成物のペレットとを、シャフトＡがマグネ
ットロールＭの中心より２ｍｍ偏心位置に配置されるよ
う設計したインサート磁場配向ダイスを用いて、クロス
ヘッド付きの単軸押出機によりインサート磁場配向押し
出し成形した後、該成形体を所定の長さに切断して、外
径１５ｍｍ、長さ２７０ｍｍの４極円柱状マグネットを
得た。次に円柱状マグネット両端に位置するマグネット
をカッターにて切除して、図１に示す如くマグネット長
さ２２０ｍｍであるマグネットロールＭを得た。このマ
グネットロールＭに対して後着磁を行い、図２に示す磁
極配置を得た。シャフトＡはマグネットロールＭの中心
から２ｍｍ偏心しており、Ｎ１極に対応する部分のマグ
ネット体積が最大になり、Ｎ１極における表面磁束密度
の測定を行ったところ９００Ｇを得ることができ、最も
強い磁力を要する現像極の一般実用範囲７５０Ｇを大き
く上回る結果となった。またＮ１極と対向する極Ｎ２極
においても、マグネット体積が最も小さいものの、通常
要求されるマグネットロールの表面磁束密度６５０Ｇを
得ることができた。

【００１８】〔実施例２〕 厚さ１．５ｍｍ、幅４ｍｍの断面Ｉ字型シャフトＡの片
面に酢酸ビニール系接着剤を塗布後、実施例１のボンデ
ッドマグネット組成物よりなるペレットを最大磁場発生
極が、Ｉ字型シャフトＡの長手方向に直角になるととも
に、マグネットロールＭの中心から２ｍｍ偏心位置に配
置するように設計したインサート磁場配向ダイスを用い
て、クロスヘッド付き単軸押出機によりインサート磁場
配向押し出し成形した後、この成形物を所定の長さに切
断し、外径１５ｍｍ、長さ２７０ｍｍの４極円柱状マグ
ネットを得た。次に円柱状マグネットの両端に位置する
マグネットを、シャフトＡ表面の接着剤を塗布していな
い側よりカッターにて切除して、マグネット部長さが２
２０ｍｍのマグネットロールＭを得た。所定の後着磁を
行った後、磁力の測定を行った。図３に示すＮ１極にお
いて表面磁束密度９５０Ｇが得られ、Ｎ１極と対向する
Ｎ２極においても７００Ｇを得ることができた。

【００１９】〔比較例〕 外径３ｍｍの断面円形状のステンレス製シャフトＡの外
周面の一部に、酢酸ビニール系接着剤を塗布後、実施例
１および２のボンデッドマグネットと同じボンデッドマ
グネット組成物よりなるペレットを、シャフトＡがマグ
ネットロールＭの中心に配置するように設計したインサ
ート磁場配向ダイスを用いて、クロスヘッド付き単軸押
出機により、インサート磁場配向押出成形した後、実施
例１および２と同様の方法にて、外径１５mmマグネット
部長さ２２０mmのマグネットロールＭを作製し、所定の
後着磁を行った。図４に示す如く各磁極を構成するマグ
ネット体積は略等しく、例えばＮ１極における表面磁束
密度を測定したところ７５０Ｇとなり、最も高い磁力を
必要とする現像極の一般実用範囲７５０Ｇ以上に対し、
余裕の無い磁束密度を得るにとどまった。

【００２０】以上のような本発明におけるマグネットロ
ールでは、シャフトが偏心位置に配置されているため、
図６に示すような従来の構成では外装したスリーブを回
転させることができないものの、例えば図５に示すよう
に、フランジ６外周部とスリーブＳＬ内周部との接触面
１１と回転中心をマグネットロールＭの中心と一致させ
てフランジ７内に埋設した回転部材８とフランジ７との
接触面１２とを、それぞれ摺動面とし、シャフトＡの両
端部９、１０をそれぞれフランジ６と回転部材８に固定
し、シャフトＡの一端側９を固定支持するとともにフラ
ンジ７に回転駆動力を与えれば良い。

【００２１】本発明のマグネットロールは乾式電子写真
方式の現像装置のみならず、クリーニング装置のマグネ
ットロールとしても使用可能である。

【００２２】

【発明の効果】以上のように本発明においては、シャフ
トをマグネットロールの中心位置から偏心させるだけ
で、所望の極のマグネット体積を大きくとることができ
るので、従来技術においてなされていた大きい反発力に
抗してマグネットを貼り合わせたり、複雑な形状のシャ
フトを用いることなく、簡便に高磁力の磁極を得ること
ができる。このため、コストの上昇を招くことなく、安
価でかつ高性能な乾式電子写真装置に用いるマグネット
ロールを提供することができる。またマグネットロール
の寸法、形状によらず特定極の高磁力化が可能であり、
マグネットロールの小型化に対しても有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明第１の実施例におけるマグネットロール
の斜視図

【図２】本発明第１の実施例におけるマグネットロール
の断面構造を表す説明図

【図３】本発明第２の実施例におけるマグネットロール
の断面構造を表す説明図

【図４】本発明の比較例として引用したマグネットロー
ルの断面構造を表す説明図

【図５】本発明におけるマグネットロールの実装形態の
１例を表す説明図

【図６】従来技術におけるマグネットロールの実装形態
の１例を表す説明図

【図７】現像装置の１例を表す説明図

【図８】特公平２−２１６４３にて開示されたマグネッ
トロールの断面構造の１例を表す説明図

【図９】従来のマグネットロールのうち、異形シャフト
を用いたマグネットロールの断面構造の１例を表す説明
図

【図１０】特公平２−２１６４３にて開示された熱収縮
チューブを被覆したマグネットロールの断面構造を表す
説明図

【符号の説明】

Ａ シャフト Ｂ ドクターブレード Ｄ 感光ドラム Ｍ マグネットロール ＳＬ スリーブ Ｔ トナー ２ａ〜２ｄ マグネット片 １、２ シャフト端部 ３、４、６、７ フランジ ８ 回転部材 ９、１０ シャフト端部 １１、１２ 回転摺動面 １３、１４ マグネット片隣接面 １５ 熱収縮チューブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−108272（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−66987（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−157218（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−21880（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−10453（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−5606（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インサート押出成形法により作製したシ
   ャフト内挿ボンデッドマグネットを所定長さに切断した
   のち端部処理して形成したマグネットロールであって、
   前記シャフトを前記マグネットの偏心位置に配置したこ
   とを特徴とする乾式電子写真装置に用いるマグネットロ
   ール。
2. 【請求項２】 高磁力を要求される極部のマグネット体
   積が最大となるようにシャフトを配置してなる請求項１
   記載の乾式電子写真装置に用いるマグネットロール。