JPH08236344A - マグネットロール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スリーブと永久磁石の間の周方向間隙が一定
に保たれ、スリーブ外周面上に均一かつ高磁力を発生さ
せて良好な現像画像を得ると共に、マグネットロールの
小径化、製造コストの低コスト化を図れるマグネットロ
ールを提供する。 【構成】 非磁性体からなり薄肉中空円筒状に形成した
スリーブと、同径円筒状に形成した焼結フェライト永久
磁石と、前記スリーブと前記永久磁石の間に配設された
両者を同芯状に支持する自己潤滑非磁性材料からなり厚
さ０．０２mm〜０．５mmの滑り軸受と、前記スリーブの
少なくとも一端外周部に設けられた前記スリーブを回転
させる駆動伝達部材とを有し、前記永久磁石の両端は、
前記スリーブの両端から突出するように配設されると共
に現像剤槽の構成部材に装着される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真装置や静電記
録装置において現像部を構成するマグネットロールに関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電子写真装置や静電記録装置など
においては、磁性現像剤（磁性キャリアとトナーからな
る二成分系現像剤、一成分系磁性トナー等）の搬送手
段、例えば、現像ロールやクリーニングロールとして、
非磁性スリーブの内部に、複数個の磁極を有する永久磁
石を配置し、両者を相対的に回転させるように構成した
マグネットロールが多用されている。このマグネットロ
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、表面に軸方向に延びる複数個の磁極を有す
る永久磁石２を金属材料から成るシャフト３の周囲に固
着した永久磁石部材である。永久磁石２は、例えば、焼
結フェライト磁石で形成してもよいし、あるいは強磁性
粉末と樹脂との混合物を射出成形あるいは押出成形等の
手法により一体成形することにより作成されているもの
もある。この永久磁石部材１は、円筒状のスリーブ４の
内部に設けられている。フランジ５、６の内部には、軸
受７、８が嵌装されており、この軸受７、８によりシャ
フト３が支持される。このような構成を有することによ
り、スリーブ４と永久磁石部材１とが相対的に回転する
ことによって、スリーブ４上に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。

【０００３】しかし、上記のような従来の構造では、シ
ャフトに段付き加工を施しかつシャフトと永久磁石との
接着が必要であり、部品点数が多く組立に要する時間お
よび工数が多大となり、延いては生産性が低いと共にコ
スト高になる問題点がある。そのため、特に近年におい
ては上記問題点を解消するため、シャフトレスマグネッ
トロールが多用される傾向にある。

【０００４】関連する従来技術としては、例えば、実公
平６−３３４８５号、特開昭６２−８１００９号、特開
平６−２３０６７８号などがあり、その一例を図４に示
す。同図において、スリーブ４は非磁性材料により薄肉
中空円筒状に形成し、スリーブ４の一端には、シャフト
部５ａを外方に突設させたフランジ５が固着されてい
る。次にスリーブ４の内側両端部には、自己潤滑性を有
する材料で形成した滑り軸受９、１０が配設され、スリ
ーブ４と永久磁石２との間の空隙を確保する。尚フラン
ジ５の側に装着する滑り軸受９は盲穴状または永久磁石
がフランジに直接接触しない構造とするが、他の側に装
着する滑り軸受１０は貫通穴を設けたものとする。次に
永久磁石２は中実円柱状に形成され、前記滑り軸受９、
１０間に嵌挿し、その一端を前記スリーブ４の端部およ
び滑り軸受１０から突出させ、カバー部材１１を介して
現像剤槽の構成部材１２に固着される。永久磁石２は、
磁粉をプラスチック等の有機重合体で結合したボンド磁
石（射出成形、押出成形等による）で形成する場合が多
い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年益々複
写機の小型化の要請が強くなり、それに伴いマグネット
ロールの小径化が要求されるようになってきている。こ
のため、永久磁石２を小径にすれば、現像に必要な磁力
が得られず、高磁力化が難しく現像能力が低下するとい
う問題が生じる。

【０００６】また、磁粉をプラスチック等の有機重合体
で結合したボンド磁石で永久磁石２を形成した場合は、
小径化により剛性が不足するために該永久磁石２が自重
等によって撓んでしまい、スリーブ４と永久磁石２の間
の周方向間隙が不均一になり、このためにスリーブ４表
面の磁力が不均一になり現像不良を生じるという問題が
発生する。

【０００７】さらに、永久磁石２の撓みが大きくなる
と、スリーブ４の回転に伴って永久磁石２とスリーブ４
とが摺擦し、スリーブ４の回転に余分なトルクを要する
という問題も生じる。

【０００８】そこで、本発明は、前記従来技術の問題点
に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、ス
リーブと永久磁石の間の周方向間隙が一定に保たれ、ス
リーブ外周面上に均一かつ高磁力を発生させて良好な現
像画像を得ると共に、マグネットロールの小径化、製造
コストの低コスト化を図れるマグネットロールを提供す
ることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のマグネットロールでは、非磁性体からなり
薄肉中空円筒状に形成したスリーブと、同径円筒状に形
成した焼結フェライト永久磁石と、前記スリーブと前記
永久磁石の間に配設された両者を同芯状に支持する自己
潤滑非磁性材料からなり厚さ０．０２mm〜０．５mmの滑
り軸受と、前記スリーブの少なくとも一端外周部に設け
られた前記スリーブを回転させる駆動伝達部材とを有
し、前記永久磁石の両端は、前記スリーブの両端から突
出するように配設されると共に現像剤槽の構成部材に装
着される。さらに、前記スリーブの一端外周部に設けら
れた前記駆動伝達部材の内側と前記スリーブの他端外周
部に自己潤滑非磁性材料からなるギャップスペーサ用カ
ラーを係止することができる。さらに駆動伝達部材を導
電性とし、現像剤槽本体側より、バイアス電圧などを印
加することもできる。

【００１０】

【作用】本発明においては、マグネットロールを高剛性
かつ安価に製作するために、まず、永久磁石をフェライ
ト等の酸化物焼結材料で円筒状（ストレート形状）に形
成した。つまり、永久磁石の剛性が高く保たれ、永久磁
石とスリーブの間の周方向間隙が一定に保持でき、これ
によって永久磁石の磁力がスリーブに均一に加わり良好
な画像が形成される。

【００１１】また、本発明では、永久磁石が一体に成形
され、永久磁石を軸支するためのシャフトを別部材とし
て必要としないため、部品点数および製造工数が削減で
き、マグネットロールをより安価に製作できる。さら
に、永久磁石とスリーブの間に両者を同芯状に支持する
自己潤滑非磁性材料で形成された滑り軸受が設置されて
いる。そして、この滑り軸受によりスリーブの内周面を
摺動支持すると共に、この永久磁石の支持剛性が保た
れ、永久磁石が現像剤槽の構成部材すなわち側壁と固着
できる。これにより、マグネットロールが現像剤槽の構
成部材に固定されると共に、駆動伝達部材を駆動させた
時に、スリーブがスムーズに回転する。

【００１２】また、本発明のマグネットロールでは、ス
リーブの両端外周部に、ギャップスペーサ用カラーを係
止した。このギャップスペーサ用カラーの厚さを選択す
ることによって、感光体ドラムとスリーブとの間に所定
の間隙（現像ギャップ）を形成することができる。従来
では、このガイドコロは、マグネットロールのシャフト
の両端部（スリーブの両側）に設けられている場合が多
かった（図示せず）。本発明では、マグネットロールに
はシャフトは設けられていないので、間隙設定の機能を
持つギャップスペーサ用カラーをスリーブの両端外周部
に設けた。このように構成することにより、マグネット
ロール自体のコストをさらに低減させることが可能にな
る。

【００１３】

【実施例】本発明の実施例を図により説明する。図１は
本発明の実施例に係る現像装置のマグネットロール周り
の正面断面図であり、図２は本発明に係る現像装置を備
える画像形成装置の側面断面図である。マグネットロー
ル１００は、薄肉中空円筒状のスリーブ４の内部に、表
面に複数個の磁極を有する永久磁石２を配置して構成さ
れる。永久磁石２は同径円筒状（ストレート形状）に形
成され、その直径は２０ｍｍ以下であることが好ましい
（より好ましくは６〜１６ｍｍ）。ここで、円筒状とは
中に穴の空いた中空のものと、中に穴が空いていない中
実のものの両方を指すものと定義する。通常、永久磁石
の直径が１５mm以下の場合は機械的強度等を考慮して中
実のものを使用し、直径が１５mm以上になると材料費等
の製造コスト低減を配慮して中空のものを使用する。

【００１４】また永久磁石２は、剛性および機械的強度
を考慮して、フェライト系樹脂磁石よりも焼結フェライ
ト磁石を使用するのが好ましい。他の理由として、焼結
フェライト磁石は研磨加工を施すと精度良く外面が仕上
がるが、樹脂磁石は外面研磨加工を施すと磁力が低下し
或いは磁束密度分布が平坦にならないなどの原因により
外面研磨加工は通常施さず、そのため射出成形したまま
の外面の状態は凸凹で寸法精度が悪くなるのも樹脂磁石
を使用しない一因である。焼結フェライト磁石は、例え
ば押出しまたはラバープレスによって成形後、焼結した
ものを外周面を研削加工した酸化物永久磁石とすること
ができる。ここで、永久磁石２の一端部は、後述するキ
ャップ部材１４と嵌着し、位置決め機能と回り止め機能
を合わせ持たすため、切削などの機械加工により平面に
切除した切落し部２ａを形成する。なお、切落し部を形
成せずに永久磁石をキャップに接着などの手段により固
定させてもよい。さらに永久磁石２の外表面には、有効
現像幅の範囲に複数個の磁極を設ける（図示せず）。な
お磁極は永久磁石の外表面に対称に設けることができる
と共に、必要により奇数個を非対称に設けてもよく、現
像機の構造と現像方式により適宜決められる。

【００１５】次に永久磁石２の外周部には滑り軸受９、
１０を配設する。なお滑り軸受を配設する個所は、永久
磁石２の両端２個所にある幅で設けてもよいし、永久磁
石２の全長わたって全周面に設けてもよいし、さらに現
像部分Ｃのみ長手方向に設けることもできる。或いは永
久磁石２の長手方向にわたり数カ所に分けて設けてもよ
いことは言うまでもない。滑り軸受９、１０は、厚さ
０．１mm〜０．５mmの場合、例えばポリアセタール、４
フッ化エチレン等の自己潤滑性を有する材料により成形
し接着または圧入などにより永久磁石２の外周に固着し
てもよいが、熱収縮チューブを使用して固着することも
できるし、テープ状のものを巻き付けることもできる。
また厚さ０．０２mm〜０．１mmになると、４フッ化エチ
レン等の粉末を静電塗装により永久磁石２の外周にコー
ティングを施した後、焼き付ける手段を採用することも
できる。さらに滑り軸受９、１０は永久磁石２の外周面
に固着する代わりに、前記滑り軸受を前記スリーブの内
周面に固着してもよい。この滑り軸受によりスリーブ４
の内径と永久磁石２との間の間隙を確保できる。

【００１６】なお間隙寸法すなわち滑り軸受の厚さが
０．５mm以上に大きくなると、スリーブ外周面に所定の
磁力が得られず良好な画像が形成できない。一方、厚さ
０．０２mm以下に小さくなると、スリーブの回転に伴っ
て永久磁石とスリーブとが摺擦し回転駆動に支障をきた
したり、鮮明な画像が形成できなくなり、マグネットロ
ールの寿命を縮めてしまう。以上の理由から、滑り軸受
は厚さ０．０２mm〜０．５mmの範囲のものが適す。また
永久磁石２の着磁幅は、スリーブ両端の滑り軸受の内側
の領域（現像部）に適宜設定される。また、着磁幅に対
応して、スリーブ表面にサンドブラストなどの粗面化処
理を施すことも可能である。

【００１７】スリーブ４は、従来と同様にアルミニウム
合金やオーステナイト系ステンレス鋼などの非磁性金属
材料あるいは後述する導電性を有する合成樹脂により、
肉厚０．５〜１．５mmの薄肉円筒状に形成する。円筒直
径は通常２５mm以下のものを対象とする。

【００１８】ところで、マグネットロール１００に対向
して感光体ドラム９１が配置されている。この感光体ド
ラム９１は、図２に示すように、失印Ａ方向に回転し、
その表面には、帯電及び露光により静電荷像（図示せ
ず）が形成される。感光体ドラム９１とマグネットロー
ル１００との間には現像領域Ｃが形成される。

【００１９】磁性現像剤９２は、現像剤槽９３に収容さ
れている。磁性現像剤９２としては、一成分系現像剤、
二成分系現像剤のどちらでもよい。現像剤槽９３の出口
には、ブレード部材９０がマグネットロール１に近接し
た状態で配置されている。そして、マグネットロール１
００上の磁性現像剤９２は、このブレード部材９０によ
って厚みが規制されると共に摩擦帯電されて（荷電型ト
ナーの場合）現像領域Ｃに搬送される。マグネットロー
ル１００の磁力により吸着された磁性現像剤９２は、ス
リーブ４を失印Ｂ方向に回転させることにより、それと
同方向に搬送される。ブレード部材９０により厚さが規
制されて所定極性に帯電したトナーを含む磁性現像剤９
２が現像領域Ｃに至ると、そこで形成された磁気ブラシ
が感光体ドラム９１の表面を摺擦して静電荷像の現像が
行われる。

【００２０】そこで、図１に示すように、スリーブ４の
両端外周部に、感光体ドラム９１に当接するギャップス
ペーサ用カラー１５、１６をスリーブと軽く相対回転す
るごとく係止させる。尚、ギャップスペーサ用カラー１
５、１６は、スリーブ４との回転摩擦抵抗を軽減するた
めに、前記滑り軸受と同じ自己潤滑性を有する材料を使
用し、軸方向に動かないように位置決めするために、前
記ギャップスペーサ用カラー１５、１６の各々の一端部
に内径方向に鍔１５ａ、１６ａを形成するとよい。ま
た、スリーブ４の一端は、後述する駆動伝達部材１７を
配設するため、駆動伝達部材１７とギャップスペーサ用
カラー１５の鍔１５ａの幅寸法分だけ、切削などの加工
により縮径させるとよい。或いは、スリーブ４の両端部
を鍔を有さない円筒状のカラー１５、１６の幅だけ切削
加工などにより縮径して、そこに前記カラー１５、１６
を嵌挿し係止させてもよい。よって、このギャップスペ
ーサ用カラーを配置することにより、感光体ドラム９１
とスリーブ４との間にギャップスペーサ用カラーの厚さ
寸法の間隙が保持できる。この間隙は、磁性トナーの場
合０．０１〜ｌｍｍ程度である。また、このギャップス
ペーサ用カラーは、スリーブ４が長手方向に動かないよ
うにするストッパの機能も果たす。

【００２１】次にスリーブ４に回転駆動力を伝達するた
め、ポリアセタール、ポリアミド、ＡＢＳ樹脂等の合成
樹脂からなる歯車等の駆動伝達部材１７が、前記ギャッ
プスペーサ用カラー１５より外側のスリーブ４の外周端
に設けられる。なお静電潜像を顕像化し地カブリ防止ま
たは反転現像を行うために、スリーブ４の外周面にはバ
イアス電圧を印加する必要があり、スリーブ４に嵌着す
る駆動伝達部材１７は導電性を有し駆動伝達部材を介し
て、現像剤槽本体側に設置されたバネ状電極などと接触
させてスリーブにバイアス電圧を印加させるようにする
とよい。そのために、前記駆動伝達部材の合成樹脂の中
に炭素繊維、カーボンブラック、炭化ケイ素等の導電性
分散剤を充填しつつ混入させ射出成形するか、焼結合金
で製作してもよい。また駆動伝達部材１７の内面側の一
個所に突起を設け、その突起をスリーブ４の端部の切欠
きに嵌め込む手段により、駆動伝達部材とスリーブを結
合するとよい（図示せず）。なおスリーブ４と駆動伝達
部材１７とを射出成形などの方法により一体成形するこ
とも可能である。また、回転駆動力の伝達手段として、
歯車以外にゴム製のアイドラーホイール等も使用可能で
あることは言うまでもない。

【００２２】このような構成で、図示しない駆動部（モ
ータなど）から駆動伝達部材１７を介してスリーブ４に
駆動力を与えると、スリーブ４が現像剤槽の構成部材１
２、１３に固定された永久磁石２に対して相対的に回転
する。このように、本実施例では滑り軸受９、１０を利
用して、スリーブ４と永久磁石２とを相対的に回転させ
る。図示の例では永久磁石を固定し、スリーブが回転す
る方式について説明したが、これに限らず永久磁石を回
転する方式も適用可能であることはもちろんである。

【００２３】次に前記永久磁石２を前記スリーブ４の中
に嵌挿し、その一端が前記スリーブ４の端部および滑り
軸受１０から突出させ、現像剤槽の構成部材１２の支持
凹部１２ａに装着する。続いて前記永久磁石２の他端の
前記切落し部２ａに対応して、キャップ部材１４に係合
部１４ａを設け、両者を結合する。尚、他の結合手段と
して、永久磁石２にＶ字状溝やコ字状溝や半円状溝を設
け、それらの形状に対応してキャップ部材１４にＶ字状
突起やコ字状突起や半円状突起を設けて両者を嵌合させ
結合する手段があるのは言うまでもない。また永久磁石
２を予めキャップ部材１４に接着などにより固定させて
おいてもよい。この場合は切落し部２ａを省略すること
もできる。さらに、キャップ部材１４を永久磁石２に嵌
挿させると同時に、キャップ部材１４を現像剤槽の構成
部材１３に接着または圧入などにより固着する。

【００２４】また永久磁石２を現像剤槽の構成部材１３
に装着する作業の効率向上を考慮してキャップ部材１４
を使用したが、反対側の現像剤槽の構成部材１２と同様
に、支持凹部を予め現像剤槽の構成部材１３に設けて、
永久磁石２の端部を直接に前記支持凹部に接着および圧
入などにより固着する手段を採用できることは言うまで
もない。

【００２５】

【発明の効果】本発明は以上記述の構成および作用であ
るから、以下の効果を奏し得る。 （１）円筒状焼結フェライト磁石（ストレート形状）を
使用することで、永久磁石の剛性が高く保たれ、永久磁
石とスリーブの間の周方向間隙が一定に保持でき、これ
によって永久磁石の磁力がスリーブに均一に加わり良好
な画像が形成され且つシャフトを別部材として必要とし
ないため、部品点数および製造工数が削減でき、マグネ
ットロールをより安価に製作できる。 （２）永久磁石とスリーブの間に両者を同芯状に支持す
る厚さ０．０２mm〜０．５mmの自己潤滑性を有する滑り
軸受を設置し、この滑り軸受によりスリーブを摺動支持
することにより、永久磁石とスリーブの間に僅かな間隙
を形成すると共に、スリーブ外周面上に均一かつ高磁力
を発生させて良好な現像画像を得ることができる。 （３）ギャップスペーサ用カラーをスリーブの両端外周
部に設けることにより、マグネットロール自体のコスト
をさらに低減させることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る現像装置の正面断面図
である。

【図２】本発明に係る現像装置を備えた画像形成装置の
側面断面図である。

【図３】従来のマグネットロールの正面断面図である。

【図４】従来のシャフトレスマグネットロールの正面断
面図である。

【符号の説明】

１…永久磁石部材、２…永久磁石、２ａ…切落し部、３
…シャフト、４…スリーブ、５、６…フランジ、７、８
…軸受、９、１０…滑り軸受、１１…カバー部材、１
２、１３…現像剤槽の構成部材、１２ａ支持凹部…、１
４…キャップ部材、１５、１６…ギャップスペーサ用カ
ラー、１５ａ、１６ａ…鍔、１７…駆動伝達部材、９０
…ブレード部材、９１…感光体ドラム、９２…磁性現像
剤、９３…現像剤槽、１００…マグネットロール

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非磁性体からなり薄肉中空円筒状に形成
   したスリーブと、同径円筒状に形成した焼結フェライト
   永久磁石と、前記スリーブと前記永久磁石の間に配設さ
   れた両者を同芯状に支持する自己潤滑非磁性材料からな
   り厚さ０．０２mm〜０．５mmの滑り軸受と、前記スリー
   ブの少なくとも一端外周部に設けられた前記スリーブを
   回転させる駆動伝達部材とを有し、前記永久磁石の両端
   は、前記スリーブの両端から突出するように配設される
   と共に現像剤槽の構成部材に装着されることを特徴とす
   るマグネットロール。
2. 【請求項２】 前記スリーブの一端外周部に設けられた
   前記駆動伝達部材の内側と前記スリーブの他端外周部に
   自己潤滑非磁性材料からなるギャップスペーサ用カラー
   を係止したことを特徴とする請求項１記載のマグネット
   ロール。
3. 【請求項３】 前記スリーブの駆動伝達部材は導電性で
   あり、前記駆動伝達部材を介して外部よりスリーブに導
   電路を形成されたことを特徴とする請求項１記載のマグ
   ネットロール。