JPH07152250A - マグネットロールおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 接合強度が大で、低コスト化が可能なマグネ
ットロールを提供する。 【構成】 外周面が所定寸法に仕上げられた、外径Ｄ＞
１８ｍｍ、軸方向長さＬ／Ｄ≧３の円筒状永久磁石部材
の両端に、その外周と同心状に形成したシャフト又は軸
受箱を有するキャップを上記永久磁石部材の外周面と同
心状に固着する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば電子写真や静電
記録等において、磁性現像剤を現像剤槽から現像領域ま
で吸着搬送して現像を行い、もしくは像担持体の表面に
残留する磁性トナーを吸着除去するのに使用されるマグ
ネットロールおよびその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来電子写真や静電記録等において現像
ロール用若しくはクリーニングロール用として使用する
マグネットロールは、図３に示すような構造のものが多
い。図３において、１は永久磁石部材であり、例えばハ
ードフェライトのような焼結粉末磁石材料により中空円
筒状に一体形成し、もしくは強磁性材料とバインダーと
の混合物により円柱状に一体形成し、中心部に両端を縮
径したシャフト２を同軸的に固着する。

【０００３】永久磁石部材１の外周面には軸方向に延び
る複数個の磁極（図示せず）を設ける。次にシャフト２
の両端部にはフランジ３、４を軸受５、５′を介して回
転自在に装着し、フランジ３、４には中空円筒状に形成
したスリーブ６を嵌着する。なおフランジ３、４および
スリーブ６は、例えばアルミニウム合金もしくはステン
レス鋼等の非磁性材料によって形成する。

【０００４】上記のマグネットロールにおいては永久磁
石部材１の直径（Ｄ）は１５〜６０mm、長さ（Ｌ）は２
００〜３５０mmで、Ｌ≧３Ｄとする場合が多いが、外径
が２０mm以上のスリーブがその外周に設けられる、比較
的大なる外径（Ｄ≧１８mm）を有する永久磁石部材１の
場合は、図３に示す構造とするのが一般的である。

【０００５】上記の構成により、永久磁石部材１とスリ
ーブ６との間の相対回転（例えば永久磁石部材１を固定
し、フランジ４を回転させる）によって、スリーブ６の
外周面に磁性現像剤（例えば一成分系の磁性トナー、ま
たはトナーとキャリアからなる二成分系現像剤）を吸着
して磁気ブラシを形成し、所定の現像作業を行うのであ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記構成の中空円筒状
の永久磁石部材１とシャフト２とを一体化する場合に
は、例えば焼結粉末磁石材料（ハードフェライト粉末な
ど）とＰＶＡ（ポリビニルアルコール）等の結合剤とを
混練した原料を、例えば静水圧プレス手段により中空円
筒状の素材に形成した後、焼結手段を介して焼結体を形
成し、外周面に発砲性接着剤を塗布したシャフト２を焼
結体の中空穴内に挿入し、１００〜２００℃に加熱して
固着するのが一般的である。

【０００７】しかしながら、永久磁石部材１とシャフト
２との同軸性を確保するために、シャフト２を接合後に
おいて永久磁石部材１の外周面を研削加工する必要があ
る。この場合、シャフト２を基準にして円筒研削するの
であるが、シャフト２の直径が比較的小寸法（６〜１０
mm）であるため、単位時間当たりの研削量を増大させる
ことが困難である。加えて永久磁石部材１の素材には通
常２mm程度の研削代を設けてあるため、研削加工に要す
る時間と工数が大となる。

【０００８】また図３に示すように、シャフト２および
永久磁石部材１は、軸受５により支持されており、シャ
フト２は、軸受５との嵌合を確保する部分と永久磁石部
材１と接合固着する部分があれば、その他のシャフト２
の中間部は必要としない。このため、前記円筒研削加工
に多大の時間と工数を要し、シャフト２の中間部の材料
費の増大も含め、製作コストを高騰させるという問題点
がある。

【０００９】一方近年の現像装置においては高信頼性お
よび低コスト化の要求が益々厳しくなってきており、上
記マグネットロールも例外ではなく、更に高信頼性およ
び低コスト化のための改良が望まれている。

【００１０】本発明の目的は、上記従来技術に存在する
問題点を解決し、接合強度が大であると共に、低コスト
化が可能なマグネットロールを提供することである。本
発明の他の目的は、低コスト化が可能なマグネットロー
ルを得ることができる製造方法を提供しうることであ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明は外周面が所定寸法に仕上げられた、外
径Ｄ＞１８mm、軸方向長さＬ／Ｄ≧３で外周面に軸方向
に延びる複数個の磁極を設けてなる中空円筒状の永久磁
石部材と、前記永久磁石部材の両端に前記永久磁石部材
の外周と同心状に固着された、シャフト又は軸受箱を前
記永久磁石部材の外周と同心状に形成したキャップとを
有する、という技術的手段を採用した。第２の発明は、
外周面が所定寸法に仕上げられた、外径Ｄ＞１８mm、軸
方向長さＬ／Ｄ≧３で外周面に軸方向に延びる複数個の
磁極を設けてなる中空円筒状の永久磁石部材と、前記永
久磁石部材の両端に前記永久磁石部材の外周と同心に固
着されたキャップと、一方のキャップに前記永久磁石部
材と同心状に固着されたシャフトと、他方のキャップに
前記永久磁石部材と同心状に固着された軸受と、前記永
久磁石部材の周囲に配設された円筒状スリーブと、前記
スリーブの一端に固着され、前記シャフトを支承する第
１のフランジと、前記スリーブの他端に固着され、前記
軸受に支承される軸部を有する第２のフランジとを有す
る、という技術的手段を採用した。第３の発明は、外径
Ｄ＞１８mm、軸方向長さＬ／Ｄ≧３なる円筒状の永久磁
石部材の外周面に研削加工を施し、前記永久磁石部材の
両端に非磁性体からなるキャップを固着し、前記永久磁
石部材の外周基準で前記キャップの中心部にシャフト又
は軸受箱を前記永久磁石部材の外周と同心状に形成す
る、という技術的手段を採用した。

【００１２】

【作用】上記の構成により、永久磁石部材の外表面を研
削加工する上で、シャフトを基準にした円筒研削を行う
代りに外周センタレス研削加工を採用でき、キャップを
介して一方は永久磁石部材とシャフトを固着し、他方は
軸受収容部を形成することにより、シャフトの短小化が
図れ、低コスト化が実現され得る。

【００１３】

【実施例】図１は本発明の一実施例を示すマグネットロ
ールの断面図でり、図３と同一部分は同一の参照符号で
示す。１は円筒状永久磁石部材であり、その両端にはキ
ャップ７、７′が固着され、一方のキャップ７にはシャ
フト２が固着され、他方のキャップ７′には軸受５′が
嵌装されている。この永久磁石部材の周囲には非磁性体
からなる円筒状のスリーブ６が配置され、スリーブの一
端にはフランジ３が固着され、軸受５を介してシャフト
２を支承している。またスリーブの他端にはフランジ４
が固着され、その永久磁石部材に対向する面に形成され
た軸部４ａが軸受５′に支承されている。図１において
キャップ７、７′は非磁性材料又は磁性材料（鉄、鋼な
ど）を用いて作成される。非磁性材料としては、ステン
レス鋼、アルミニウム合金等の金属材料又は樹脂材料が
使用できる。ステンレス鋼の中でも成形加工が容易に行
え、３０４および３１６が代表鋼種である非磁性のオー
ステナイト（γ）系ステンレス鋼を使用する。また、キ
ャップをアルミニウムで形成する場合、アルミニウムは
展延性に富むが、本発明ではキャップがマグネットロー
ルの重量を支える部材なので機械的強度を高めるため
に、銅、亜鉛、マグネシウム、マンガン等の元素を添加
したアルミニウム合金を使用することが好ましい。ただ
し、永久磁石部材が比較的軽量な場合は、キャップを合
成樹脂材料で形成することも可能である。合成樹脂材料
を用いる場合は、機械的強度の高い熱可塑性樹脂、例え
ばポリアセタール、ポリアミド、ポリカーボネイト、Ａ
ＢＳ樹脂等のエンジニアリングプラスチックを用いるこ
とが望ましい。なお図１における永久磁石部材１とスリ
ーブ６との間隙はスリーブ上で所定の磁力を確保するた
めに０．３〜０．７mmと狭いものであり、永久磁石部材
１の表面に延出する外鍔７ａ、７′ａがスリーブ６と接
触しないようにするため、キャップ７、７′の厚さは
０．１〜０．２mmと薄くしなければならない。上記のマ
グネットロールは、例えば次のような手順で製造するこ
とができる。まずハードフェライト粉末を成形、焼結し
て円筒状永久磁石部材を製作し、所定長さに寸法をそろ
えた後、外周面をセンタレス加工することにより所定寸
法に仕上げる。次にキャップ７、７′を準備する。ここ
でステンレス鋼又はアルミニウム合金等の金属材料でキ
ャップを成形する場合には、予め打抜かれた円形ブラン
クの素板をダイスの上に置き、ポンチを押圧して絞り加
工を行う。あるいは組み合わせダイスを使用してブラン
ク打抜き加工と絞り加工を１工程にして行うこともでき
る。また、キャップの外鍔７ａ、７′ａの内面とキャッ
プ凹部７ｂ、７′ｂの内面は同軸性を確保する絞り加工
を行う。合成樹脂材料の場合も同様に、キャップの外鍔
内面とキャップ凹部内面が同軸性を持つように金型寸
法、製造条件を決め、加熱融解した熱可塑性樹脂を金型
のキャビティ内に射出成形し、キャップを作成する。次
に永久磁石部材１の外周基準で同軸性を確保できる装着
治具（図示せず）を使用し、キャップの外鍔７ａ、７′
ａの内面と中空円筒形状の永久磁石部材１の端部外周面
を接合固着する。なお一方のキャップ７と永久磁石部材
１は、キャップ７に固着されたシャフト２が現像装置本
体に固定されるので、接合固着の信頼性を高めるため接
着剤と圧入嵌合を併用して接合固着し、他方のキャップ
７′と永久磁石部材１は、キャップ７′が駆動側フラン
ジの軸部４ａを軸支すればよいので、接合固着にそれほ
ど高い信頼性を必要とせず製作コストを低く抑えるた
め、圧入嵌合によりのみ接合固着することが望ましい。
またキャップの凹部の外径と永久磁石部材１の中空穴の
内径には寸法差を設け、接合固着時にキャップ７、７′
と永久磁石部材１に若干の隙間があってもよい。

【００１４】次に短小のシャフト２は、キャップ７の凹
部内にシャフト段部２ａがキャップ７に突き当たるまで
圧入することにより固着する。また、キャップ７′の凹
部には、軸受５′（ボールベアリングまたは銅系含油焼
結合金軸受）を圧入装着する。 この永久磁石部材の表
面に多極着磁を施した後、一端にフランジ４を固着した
スリーブ内に装入し、次にスリーブの他端に軸受５を有
するフランジ３を固着することによりマグネットロール
が組立てられる。

【００１５】なお、上記実施例では、キャップ７′に軸
受箱を形成したが、シャフト状の凸部を形成し、図３と
同様に、フランジ４側に軸受を設けて支持してもよい。
更に、現像法によっては、スリーブを省略した円筒状永
久磁石を有する現像ロールの表面に直接現像剤を吸着さ
せることもあるが、本発明はこのような構造の現像ロー
ルにも適用可能なことは勿論である。

【００１６】

【発明の効果】本発明は、以上記述のような構成および
作用であるから、下記の効果を奏し得る。 （１）永久磁石部材の外表面を研削加工する際、センタ
レス研削加工が採用でき、加工工数および加工時間を低
減させ得るため、マグネットロールを低コストで製造す
ることができる。 （２）永久磁石部材を支持するシャフトが短小に製作で
きるため、材料費が抑えられ、延いてはマグネットロー
ルを低コストで製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示すマグネットロールの一部
省略縦断面図である。

【図２】本発明の実施例における非磁性材料の凹凸形状
を有するキャップの斜視図である。

【図３】従来のマグネットロールの例を示す一部省略縦
断面図である。

【符号の説明】

１ 永久磁石部材 ２ シャフト ７、７′ キャップ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周面が所定寸法に仕上げられた、外径
   Ｄ＞１８mm、軸方向長さＬ／Ｄ≧３で外周面に軸方向に
   延びる複数個の磁極を設けてなる中空円筒状の永久磁石
   部材と、前記永久磁石部材の両端に前記永久磁石部材の
   外周と同心状に固着された、シャフト又は軸受箱を前記
   永久磁石部材の外周と同心状に形成したキャップとを有
   することを特徴とするマグネットロール。
2. 【請求項２】 外周面が所定寸法に仕上げられた、外径
   Ｄ＞１８mm、軸方向長さＬ／Ｄ≧３で外周面に軸方向に
   延びる複数個の磁極を設けてなる中空円筒状の永久磁石
   部材と、前記永久磁石部材の両端に前記永久磁石部材の
   外周と同心に固着されたキャップと、一方のキャップに
   前記永久磁石部材の外周と同心状に固着されたシャフト
   と、他方のキャップに前記永久磁石部材の外周と同心状
   に固着された軸受と、前記永久磁石部材の周囲に配設さ
   れた円筒状スリーブと、前記スリーブの一端に固着さ
   れ、前記シャフトを支承する第１のフランジと、前記ス
   リーブの他端に固着され、前記軸受に支承される軸部を
   有する第２のフランジとを有することを特徴とするマグ
   ネットロール。
3. 【請求項３】 外径Ｄ＞１８mm、軸方向長さＬ／Ｄ≧３
   なる円筒状の永久磁石部材の外周面に研削加工を施し、
   前記永久磁石部材の両端に非磁性体からなるキャップを
   固着し、前記永久磁石部材の外周基準で前記キャップの
   中心部上にシャフト又は軸受箱を前記永久磁石部材の外
   周と同心状に形成することを特徴とするマグネットロー
   ルの製造方法。