JPH01142774A - マグネットロール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は電子写真装置、静電印刷装置などの画像形成装
置に使用される現像用マグネットロールに関し、特にマ
グネットロールの非磁性スリーブに対する導電性に優れ
た導電手段を有するマグネットロールに関するものであ
る。

［従来の技術］ 電子写真装置、静電印刷装置などの画像形成装置におけ
る静電潜像を顕像化するための現像手段としては、シャ
フトの中央に永久磁石を取付け、一端に軸受を介してシ
ャフトの先端が貫通するフランジを設け、他端に軸受を
介して駆動軸を取付けたフランジを設け、前記両フラン
ジの外周面に両端を固定した非磁性スリーブを設けて、
永久磁石の外周で非磁性スリーブを相対回転自在とした
マグネットロールによって、非磁性スリーブの表面に磁
性現像剤（１成分系の磁性トナー、磁性キャリアとトナ
ーからなる２成分現像剤等）を保持させるようにした装
置が多用されている。

しかして磁性現像剤が上記一端の軸受を通じて非磁性ス
リーブの内部に混入するのを防止するために、上記一端
のフランジのシャフトに面した内周面の軸受よりも外側
を、オイルシールによって密封する密封手段が従来用い
られていた。

また現像時の地力ブリ防止又は反転現像のために、数１
００ｖのバイアス電圧を非磁性スリーブに印加すること
が行われており、従来このバイアス電圧の導電手段とし
ては、ａ）前記両フランジに設けた軸受を介してシャフ
トと非磁性スリーブとの導通をとる手段（特公昭５６−
２９２７２号）、ｂ）非磁性スリーブとシャフトとの間
にバネ状のブラシを巻き込む手段、Ｃ）非磁性スリーブ
を駆動するフランジの駆動軸にスリップリングを介して
ブラシを接触させる手段、などが知られている。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記従来のバイアス電圧の導電手段のうち、ａ）軸受に
よる手段は、軸受としてボールベアリングを用いる場合
には、潤滑油が絶縁体なので絶縁被咬が形成°されるこ
とにより、また軸受として滑り軸受を用いる場合には、
油膜によってモ分な電気的接触が得がたいことにより、
いずれも回転中に導通が不安定となってバイアスがかか
らないことが有りうるという問題があった。またｂ）バ
ネ状のブラシを巻き込む手段では、非磁性スリーブの回
転方向に方向性があり、かつ部分的な接触なので導通が
不安定であるという問題があり、ｃ）スリップリングを
介してブラシを接触させる手段では、電気的に安定させ
るには複雑なブラシ構造又はスリップリング構造としな
ければならないという問題があった。

本発明は上記問題点を解決するために、非磁性スリーブ
にバイアス電圧を印加するための、導電性が優れかつ安
定した導電手段を有するマグネットロールを得ることを
目的とするものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は上記目的を達成するために、軸受は従来通りと
し、オイルシールによって密封する代わりに密封手段と
してマグネットとボールピースと磁性流体とからなる磁
気シールを用い、他方導電手段としては導電性磁性流体
を上記磁性流体として用いるという技術的手段を講じた
ものである。

すなわち本発明は、シャフトの中央に永久磁石を取付け
、一端に軸受を介して前記シャフトの先端が貫通するフ
ランジを設け、他端に軸受を介して駆動軸を取付けたフ
ランジを設け、前記両フランジの外周面に両端を固定し
た非磁性スリーブを設けて、永久磁石の外周で非磁性ス
リーブを相対回転自在としたマグネットロールにおいて
、前記−４のフランジのシャフトに面した内周面の軸受
よりも外側にマグネットと環状のボールピースとを収付
け、ボールピースとシャフトとの間に導電性磁性流体を
介在せしめスリーブとシャフト間を電気的に導通状態と
したことを特徴とするマグネットロールである。

し作用］ マグネットによる磁力は、ボールピース及びボールピー
スとシャフトとの間の環状間隙を通じてシャフトに至り
、ボールピースとシャフトとの間に注入された導電性磁
性流体は、上記磁力による拘束を受けて上記環状間隙に
留まってボールピースとシャフトとの間の密封を果たす
。同時にシャフトの一端に印加されたバイアス電圧は、
シャフト、導電性磁性流体、ボールピース及び上記一端
のフランジを通じて安定して非磁性スリーブに導電され
る。

［実施例］ 本発明の一実施例を添付の図面により説明する。

第１図は同実施例を示す側断面図、第２図は第１図の要
部側断面図である。

第１図、第２図において固定したシャフト１の中央部に
は永久磁石２が取付けられており、シャフト１の一端に
は軸受３を介してシャフト１が貫通するフランジ４が設
けられており、シャフト１の他端には軸受３′を介して
フランジ４′が設けられている。５は非磁性材料により
円筒形に形成され永久磁石２を囲繞して設けられた非磁
性スリーブであって、該非磁性スリーブ５はシャフト１
と同心的に設けられ、その両端はフランジ４，４′の外
周面に固定されており、こうして非磁性スリーブ５は、
表面に複数個の磁極（図示せず）を有する永久磁石２の
外周で回転自在に形成されている。

一端のフランジ４を貫通したシャフト１は、非導電性部
材６を介して側板７を貫通して支持され、その先端には
ワッシャ８を介してボルト９が取付けられており、該ボ
ルト９はバイアス電圧を供給する電源装置（図示せず）
に接続されている。１０はシャフト１と同心的に設けら
れ他端のフランジ４′と一体に形成された駆動軸であっ
て、該駆動軸１０は側板７゛に軸受３′とオイルシール
ＩＩとを介して支持され、駆動装置（図示せず）によっ
て回転駆動される。

２０は磁気シールであって、一端のフランジ４のシャフ
ト１に面した内周面の軸受３よりも外側に環状の凹所を
設け、該凹所に厚み方向に磁化した環状のマグネット２
１と環状のボールピース２２とを相接して嵌挿し、ボー
ルピース２２とシャフト１との間に導電性磁性流体２３
を介在させて形成している。マグネット２１は環状に限
定されず、他の形状であってもよい。

導電性磁性流体２３は、液体キャリア、磁性粒子、分散
剤および導電性粒子を含んでおり、１０５Ωｃｍ以下の
電気抵抗率を有することが望ましい。液体キャリアとし
ては、例えば水または炭化水素油、極性有機液体が挙げ
られるが、本発明に使用される磁性流体は低粘度でかつ
低揮発性を持つことが望ましいので、炭化水素油または
極性有ｔ！４液体が好ましい、炭化水素油としては、低
粘度で低揮発性のポリα−オレフィン油が好適である。

極性有機液体としては、Ｃ６〜Ｃ１２の飽和炭化水素酸
のジエステル、トリエステル及びポリエステル、ジオク
チルフタレートその他のジアルキルフタレートのヨウナ
ツタレータ、クエン酸エステル、クエン酸のジエステル
やトリエステル、トリメリド酸エステル、更には、ジア
ルキル及びアルキルベンジルオルトフタレート等のフタ
ル酸の誘導体、トリアリール−、トリアルキル−及びア
ルキルアリールフォスフェートのようなリン酸エステｌ
し、エポキシ化大豆油やエポキシ化タル油等のエポキシ
誘導体などが用い得る。

磁性粒子としては、金属酸化物あるいは合金などの磁性
を有する微粒子を用い得る。望ましい磁性粒子は、Ｆｅ
３０４（マグネタイト）、（２−Ｆｅ２０３あるいはγ
−Ｆｅ２Ｏ３である。磁性粒子の平均粒径は１０００Å
以下であればよいが、約１０５λ以下であることが望ま
しい。特に平均粒径が８０〜９０人であると、磁界勾配
中での磁性流体の見かけの安定性が向上する。本発明に
使用される磁性流体は、容量比で１〜２０％、好ましく
は３〜８％の磁性粒子を含有する。

また磁性粒子に疎水性を与えるために、磁性粒子を有機
酸で被覆することが望ましいが、更に芳香族スルホン酸
塩を含む分散剤で処理することにより、比較的高分子ｉ
＜すなわち低揮発性）の非極性液体キャリア及び極性有
機液体キャリア中で、熱及び酸化に対して安定なコロイ
ド状の懸濁液を得ることができる。有機酸は、キシレン
、ヘプタン、トルエンなどの揮散性有機溶媒中で、凝集
した磁性粒子を分散するものであることが必要である。

また分散剤としては例えば界面活性剤を用い得るが、分
散剤が芳香族スルホン酸塩を含む場合には、有機溶媒は
これの溶媒となることが必要である。

このような有機酸としては、炭素数が１２〜２２のモノ
カルボン酸が好ましく、特に、ラウリン酸、オレイン酸
、リノール酸、リルン酸、バルミチン酸、ミリスチン酸
、ステアリン酸などの脂肪酸がより好ましい、ただし、
パルミチン酸やステアリン酸などのある種の脂肪酸は、
磁性粒子を分散しにくいので、この種の脂肪酸を用いる
場合には、他の脂肪酸の１種以上と混合して用いること
が望ましい。

芳香族スルホン酸塩としては次式で示されるものかある
。

ＳｏｌＭ 但し、Ｌ＝１．２．３又は４、ｍ＝−０〜１Ｏ１ｎ＝ｏ
〜１５、　　　　ｐ＝Ｑ又は１、Ｍ　：　Ｎａ”、Ｋ”
、Ｃａ”、Ｓｒ”又はＲ４−Ｎ”−Ｒ２、 Ｒ□・水素、アルキル基、芳香族アルキル基、Ｒ２、Ｒ
３，Ｒ４，Ｒ，コ水素又はアルキル基上式で定義される
Ｌ個の基は同じでも違っていてもよい。

非極性液体キャリアに対しては、Ｌは１又は２、■、ｎ
及びｐは０、Ｒ１はＣ１〜Ｃ２５のアルキル基で、Ｍは
Ｎａ＋であることが望ましい、極性液体キャリアに対し
ては、ｎは１〜１０とする。また液体キャリアが炭化水
素油である場合には、石油スルホン酸塩が望ましい。

導電性粒子としては、カーボンブラック、グラファイト
、カーボン繊維などのカーボン材料が一般に使用されて
おり、本発明でも使用できる。このようなカーボン材料
は良好な導電性を有するが、カーボン微粒子を含む磁性
流体は、時間の経過と共にカーボンがキャリア溶液を吸
収して、粘度が高くなることがある。したがって本発明
では、微粒子にした場合に安定しており、使用条件によ
って特性が変化しにくい材料を用いることが望ましい。

このような材料としては、例えばβ−アルミナ、β′−
アルミナ、Ｌｉ−Ｎａ−βアルミナ、Ｌｉ３Ｎ、Ｎａ５
Ｚｒ２Ｓｉ０２ＰＯ４、Ｌｉ　１４Ｚｎ（ＧｅＯａ）４
等のアルカリ導電体、あるいはＡｇ、ｓｒ、　ＰｂＡｇ
４１５、Ａｇ５１６（Ｃ５Ｈ６Ｎ）、ＲｂＣｕ３ＣＩ４
、Ｒｂ４Ｃｕｔ６Ｃ１１３１７などのＡｇ＋もしくはＣ
ｕ”イオン導電体であって、約１０３Ω１以下の電気抵
抗率を有するものが挙げられる。導電性粒子の平均粒径
は一般に５０００Å以下とされるが、２０人〜５００人
であることが望ましい。

本実施例のマグネットロールは以上のように構成されて
いるから、磁気シール２０においてマグネット２１によ
る磁力は、ボールピース２２及びボールピース２２とシ
ャフト１との間の環状間隙を通じてシャフト１に至り、
ボールピース２２とシャフト１との間に注入された導電
性磁性流体２３は、含有する磁性粒子が上記磁力による
拘束を受けるために、流出することなく凝集状態となっ
て環状間隙に留まり、回転時・停止時にかかわらずボー
ルビ°−ス２２とシャフト１との間の密封を果たす。

またシャフト１の一端のボルト９に印加されたバイアス
電圧は、ボルト９とシャフト１とを通じ、導電性磁性流
体２３中の導電性粒子を通じ、更にボールピース２２と
フランジ４を通じて、安定して非磁性スリーブ５に印加
される。

なおこの実施例では、永久磁石を固定しスリーブを回転
させた例を示したが、本発明はこれに限定されず永久磁
石とスリーブとが相対回転すればよく、永久磁石を回転
させてもあるいは両者を回転させてもよい。

第３図は本発明の別の実施例を示す要部側断面図であり
、先の実施例がマグネット２１の外側にのみボールピー
ス２２を有していたのに対し、この実施例ではマグネッ
ト２１の両側に一対のボールピース２２，２２を設け、
これに対応して一対の導電性磁性流体２３．２３を注入
して、シール性能とバイアス電圧の導電性能とを一層高
めたものである。

［発明の効果］ 本発明は、非磁性スリーブの一端を支持するフランジに
導電性磁性流体を介在せしめた磁気シールを有するマグ
ネットロールであるから、シール手段と導電手段とを別
々に設ける必要がなく、かつ従来の導電手段と比べて格
段に安定・確実に非磁性スリーブへのバイアス電圧を印
加することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す側断面図、第２図は第
１図の要部側断面図、第３図は本発明の別の実施例を示
す要部側断面図である。 １・・・シャフト　　　　　２・・・永久磁石３．３’
、３″・・・軸受　　　　４．４′・・・フランジ５・
・・非磁性スリーブ　　１０・・・駆動軸２０・・・磁
気シール　　　　２１・・・マグネット２２・・・ボー
ルピース　　　２３・・・導電性磁性流体代理人　弁理
士　　猪　熊　克　彦 第１図 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　シャフトの中央には永久磁石を取付け一端には軸受を
   介して前記シャフトの先端が貫通するフランジを設け他
   端には軸受を介して駆動軸を取付けたフランジを設け、
   前記両フランジの外周面に両端を固定した非磁性スリー
   ブを設けて、前記永久磁石の外周で前記非磁性スリーブ
   を相対回転自在としたマグネットロールにおいて、前記
   一端のフランジのシャフトに面した内周面の軸受よりも
   外側にマグネットと環状のボールピースとを取付け、該
   ボールピースと前記シャフトとの間に導電性磁性流体を
   介在せしめ前記スリーブと前記シャフト間を電気的に導
   通状態としたことを特徴とするマグネットロール。