(57)【要約】【課題】近年のマグネットローラの小径化や高磁力化の要求に対応する方法の一つである、スリーブ内のマグネットローラの外径を大きくしてプローブとの距離を小さくする方法における、マグネットローラ自身の振れや自重によるたわみなどによりスリーブ内壁への接触が避けられず、回転トルクアップ、マグネットローラの摩耗、破損などの問題を解決する。【解決手段】複数の磁極を有するマグネットローラをスリーブ内に配置した現像ローラにおいて、スリーブの中にマグネットローラとともに潤滑油が封入されていることを特徴とする現像ローラ。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の磁極を有するマグネットローラをスリーブ内に配置した現像ローラにおいて、スリーブの中にマグネットローラとともに潤滑油が封入されていることを特徴とする現像ローラ。
【請求項２】
封入された潤滑油の２０℃での粘度が、５０〜１００００ｍＰａ・ｓである請求項１記載の現像ローラ。
【請求項３】
封入された潤滑油のスリーブ内の充填量が、スリーブ内空隙の４０〜９０体積％である請求項１または２記載の現像ローラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式の複写機、ファクシミリ、レーザープリンタなどに使用される現像ローラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から電子写真方式の複写機、ファクシミリ、レーザープリンタなどに使用される現像ローラは、表面に複数の磁極を形成したマグネットローラを、回転自在に円筒状のスリーブに封入し、スリーブ内周面とマグネットローラ外周面とが接触せずに回転できるように配置されている。
【０００３】
前記現像ローラについて、たとえば軸周辺にブロック磁石を配設し、複数個の磁極を形成せしめた永久磁石体と、該永久磁石体の外周に同心状に設けた非磁性材料からなる回転円筒体とからなり、前記永久磁石体の表面に設けられた複数個の磁極のうちの主現像磁極を印画紙面と対向させ、前記回転円筒体はその各点が主現像磁極上を通過するように構成した電子写真現像装置が記載されており（特開昭５４−８０７５５号公報）、その特徴について、前記永久磁石体が、その表面に設けられた複数個の磁極のうち同極性の磁極が２個連続して設けられて同極対向部を形成し、該２個の同極製の磁極の中間の磁界の強さを該磁極の１／１０未満の強さとしたものであることが記載されている。また、ロール状磁性体の周方向に沿って隣接した２つの磁極形成部位をこれらの部位にまたがる１つの電磁石で同極に着磁する工程と、前記ロール状磁性体の外周面上に非極性スリーブを同心状に、かつ回転可能に配置する工程とを含む製造方法により製造された磁石ロールが記載されている（特開昭５９−１６６９７７号公報）。
【０００４】
これらの現像ロールにおいては、スリーブの回転時にスリーブが振れた場合でもスリーブの内壁がスリーブ内のマグネットローラに接触しないように、マグネットローラの外径を若干小さめにしている（すなわち、スリーブの回転時にスリーブが振れることを配慮して、マグネットローラの外径を小さめに設定している）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
近年、現像ローラの小径化や高磁力化への要求が増加し、従来の現像ローラの外径のままでは高磁力化への対応が日々難しくなってきている。
【０００６】
現像ローラの磁力を高める方法として、残留磁束密度の高いマグネットを使用するなど多くの方法が提案されているが、スリーブ内のマグネットローラの外径を大きくする方法（すなわちプローブとの距離を小さくする方法）が有効な方法の１つである。
【０００７】
しかし、この方法では、マグネットローラ自身の振れや自重によるたわみなどによりスリーブ内壁への接触が避けられず、回転トルクアップ、マグネットローラの摩耗、破損などの問題がある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記のごときスリーブ内のマグネットローラの外径を大きくした場合の問題を解決するためになされたものであり、
複数の磁極を有するマグネットローラをスリーブ内に配置した現像ローラにおいて、スリーブの中にマグネットローラとともに潤滑油が封入されていることを特徴とする現像ローラ（請求項１）、
封入された潤滑油の２０℃での粘度が、５０〜１００００ｍＰａ・ｓである請求項１記載の現像ローラ（請求項２）、および
封入された潤滑油のスリーブ内の充填量が、スリーブ内空隙の４０〜９０体積％である請求項１または２記載の現像ローラ（請求項３）
に関する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の現像ローラは、スリーブの中に、複数の磁極を有するマグネットローラとともに潤滑油が封入されたものである。
【００１０】
図１に示すように、スリーブ３内に粘性のある潤滑油７を複数の磁極を有するマグネットローラ２とともに封入することにより、スリーブ内壁と複数の磁極を有するマグネットローラの間にオイル皮膜ができ、潤滑効果により、接触しても摩耗、破損が少なく、トルクの上昇も最低限に抑えることができる。
【００１１】
なお、図１中の１はシャフト、４はフランジＡ、５はフランジＢ、６はＯリングである。
【００１２】
前記複数の磁極を有するマグネットローラ２とは、図２に示すごときマグネットピース８を、図３に示すごときシャフト１に貼り合わせたものである。マグネットローラ２として、図３に示すごとき複数の磁極を有するマグネットローラを使用するため、いわゆる現像極、搬送極、ハクリ極などの機能をマグネットローラにもたせることができる点から好ましい。
【００１３】
前記マグネットローラとしては、異形のマグネットピースや扇形マグネットピース、円筒状のマグネットをシャフトに所定の磁力パターンになるように接着・固定したものや、軸一体型のものがあげられる。マグネットピースの形状、磁力パターン、貼り合わせパターン、マグネット本体の形状などには、とくに限定はないが、マグネットローラの外径とスリーブの内径との差が、従来の０．６〜０．８ｍｍと比較して、０．２〜０．５５ｍｍ、さらには０．２〜０．５ｍｍと短くなっていることが、現像ローラの磁力を高めることができる点から好ましい。
【００１４】
前記マグネットピースは、磁性粉体６０〜９５重量％（以下、％という）、さらには８０〜９５％と、樹脂バインダー５〜４０％、さらには５〜２０％との混合物を押出成形するなどの方法により製造することができる。
【００１５】
前記磁性粉体としては、たとえば異方性フェライト、等方性フェライト、異方性希土類、等方性希土類、異方性フェライトと異方性希土類の混合物、異方性フェライトと等方性希土類の混合物、等方性フェライトと異方性希土類の混合物、等方性フェライトと等方性希土類の混合物、等方性フェライトと異方性フェライトの混合物、等方性希土類と異方性希土類の混合物などがあげられる。これらのうちでは、等方性フェライトがコストなどの点から好ましい。
【００１６】
前記マグネットピースとともにマグネットローラを構成するシャフトとしては、たとえばＳＵＳ、ＳＵＭなどから製造されたシャフトがあげられる。
【００１７】
前記マグネットピースとマグネットピースまたはシャフトとマグネットピースとの接着・固定には、シアノアクリレート系接着剤のほか、アクリル系接着剤、エポキシ系接着剤などを使用することができ、マグネット材料により最適な接着剤を選択使用することができる。これらの接着剤は、単独で使用してもよく、２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００１８】
前記スリーブとしては、たとえばＳＵＳやアルミニウムなどから製造されたスリーブがあげられる。
【００１９】
前記スリーブ内に封入される潤滑油としては、直接潤滑油に接触するシャフト、マグネットピース、マグネットピースを接着する接着剤およびスリーブ内面をおかすものでない限り使用することができるが、２０℃における粘度が３０〜１５０００ｍＰａ・ｓ、さらには５０〜１００００ｍＰａ・ｓであるのが好ましい。２０℃における粘度が３０ｍＰａ・ｓ未満の場合には、潤滑効果が得られにくくなり、マグネットローラの摩耗、破損が抑制されにくくなる。一方、１５０００ｍＰａ・ｓをこえる場合には、マグネットローラの回転トルクの増大により駆動系に不具合が生じやすくなる。また、スリーブに注入する際の取り扱いが困難になる。
【００２０】
前記使用できる潤滑油の例としては、たとえば鉱物油系潤滑油、合成潤滑油などがあげられる。
【００２１】
前記合成潤滑油としては、たとえばポリ−α−オレフィン、ポリブテン、アルキルベンゼン、ポリジメチルシロキサン、アルキルシロキサン、フロロシリコーン、ポリプロピレングリコールなどがあげられる。
【００２２】
また、前記鉱油系潤滑油としては、炭化水素系潤滑油であるパラフィン炭化水素系潤滑油、ナフテン炭化水素系潤滑油、芳香族炭化水素系潤滑油などや、非炭化水素系潤滑油であるサルファイド、ベンゾチオフェン、ジベンゾチオフェンなどの含硫黄系化合物、キノリン、カルバゾールなどの含窒素系化合物、ナフテン酸などの含酸素系化合物などがあげられる。
【００２３】
前記潤滑油は、１種で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。これらのうちでは、ポリ−α−オレフィンが、熱安定性、とくに低温での流動性のよさやコストの点から好ましい。
【００２４】
前記潤滑油のスリーブ内への充填率としては、スリーブ内の内容積全体から、スリーブ内のマグネットローラ（軸部を含む）の体積を引いた空隙の３５〜９５体積％、さらには４０〜９０体積％であるのが好ましい。潤滑油の充填率が３５体積％未満の場合には、潤滑油を充填することによる効果が得られにくくなり、９５体積％をこえる場合には、使用時の温度変化にともなう潤滑油、シャフト、マグネットピースの膨張などにより、形状・容積の変化がおこり、スリーブ内の内圧が変化し、油漏れなどの不具合がおこる可能性が高くなる。
【００２５】
封入した潤滑油のスリーブと軸部との密閉には、Ｏリングなどのゴムパッキンをはじめとする種々の回転軸用オイルシール機構を有する密封装置を使用することができる。本発明に使用する密閉機構にはとくに限定はないが、限られたスペースでの密封機構であるため、Ｏリングが廉価で性能がよく、大変使いやすいシール機構である。
【００２６】
前記Ｏ−リングの材質としては、ニトリルゴム、スチレン・ブタジエンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ポリアクリレートゴム、クロロプレンゴムなどがあげられる。
【００２７】
前記のごとき本発明の現像ロールの好ましい具体例としては、たとえば複数の磁極を有するマグネットローラとともに潤滑油として２０℃で５００〜１００００ｍＰ・ｓの粘度の合成潤滑油を充填率４０〜９０体積％で封入した現像ロールがあげられる。材質としては、シャフトがＳＵＭ、スリーブがアルミニウム、Ｏリングがニトリルゴム、潤滑剤がポリ−α−オレフィンなどであるのが好ましい。
【００２８】
【実施例】
以下に、本発明の現像ロールを実施例および比較例に基づきより具体的に説明するが、本発明はこれらに制限されるものではない。
【００２９】
なお、以下の評価は、フランジＢ側のマグネットロールのシャフトを固定し、フランジＡをモーターのチャッキング治具に接続して、１回転／秒のスピードで１０００回転させたのちのマグネットローラのスリーブ内壁への接触の有無、摩耗、傷の程度を観察することにより行なった。また、回転トルク、磁力を測定した。データはＮ＝２０の平均値である。
【００３０】
実施例１
樹脂バインダーとして塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体（鐘淵化学工業（株）製、ＭＢ１００８）を１０％、磁性粉として異方性ストロンチウムフェライト（ＳｒＯ・６Ｆｅ２Ｏ３）（日本弁柄工業（株）製、ＮＦ１１０）を９０％とし、これらを混合・溶融混練し、ペレット状にしたものを押出成形により図２に示すようなマグネットピース（扇形状、厚さ５．５ｍｍ、長さ３３０ｍｍ）に成形した。また、成形と同時に２３９〜１１１３ｋＡ／ｍの磁場にて一定方向に配向着磁を行なった。
【００３１】
前記マグネットピースを、φ７シャフトの外周上の所定の位置にシアノアクリレート系瞬間接着剤（スリーボンド社製、１７８２）を使用して接着・固定し、外径φ１６．４とした。そののち、ニトリルゴム製のＯリングをシャフトのフランジＢ側の所定の位置に装着した。
【００３２】
スリーブの内径は、φ１６．８とした。スリーブにフランジＡを圧入固定したのち、スリーブ開口より合成潤滑剤（ポリ−α−オレフィン、５００ｍＰａ・ｓ（２０℃）、充填率９０％）２．８ｍｌを注入した。そののち、前記マグネットピースを接着・固定したシャフト（マグネットローラ）をスリーブに挿入し、フランジＢを圧入・固定して、現像ロールを得、評価した。結果を表１に示す。
【００３３】
実施例２
スリーブ内に注入する合成潤滑油の粘度を１００００ｍＰａ・ｓ（２０℃）とした以外は実施例１と同様にして現像ロールを得、評価した。結果を表１に示す。
【００３４】
実施例３
スリーブ内に注入する合成潤滑油の粘度を１００００ｍＰａ・ｓ（２０℃）、充填量を１．３ｍｌとし、充填率を４０％とした以外は実施例１と同様にして現像ロールを得、評価した。結果を表１に示す。
【００３５】
実施例４
スリーブ内に注入する合成潤滑油の粘度を５００ｍＰａ・ｓ（２０℃）、充填量を１．３ｍｌとし、充填率を４０％とした以外は実施例１と同様にして現像ロールを得、評価した。結果を表１に示す。
【００３６】
実施例５
磁性粉として異方性希土類磁性粉（Ｓｍ２Ｆｅ１７Ｎ３合金）を使用した以外は実施例１と同様にして現像ロールを得、評価した。結果を表１に示す。
【００３７】
実施例６
スリーブ内に注入する合成潤滑油の粘度を３０ｍＰａ・ｓ（２０℃）、充填量を２．８ｍｌとし、充填率を９０％とした以外は実施例１と同様にして現像ロールを得、評価した。結果を表１に示す。
【００３８】
実施例７
スリーブ内に注入する合成潤滑油の粘度を１００００ｍＰａ・ｓ（２０℃）、充填量を１．１ｍｌとし、充填率を３５％とした以外は実施例１と同様にして現像ロールを得、評価した。結果を表１に示す。
【００３９】
比較例１
スリーブ内に合成潤滑油を注入しない以外は実施例１と同様にして現像ロールを得、評価した。結果を表１に示す。
【００４０】
比較例２
スリーブ内に合成潤滑油を注入しないでマグネット径をφ１６．０にした以外は実施例１と同様にして現像ロールを得、評価した。結果を表１に示す。
【００４１】
【表１】
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【００４２】
表１に示したように、実施例１〜５では、潤滑油による潤滑効果により摩耗がまったく見られなかった。また、スリーブ内のマグネットがスリーブ内壁に接触しているにもかかわらず、回転トルクの著しい上昇も見られず、滑らかな回転だった。比較例２と比べると若干回転トルクの上昇は見られたが、０．０５Ｎ・ｍ以内であり、実用上まったく問題のないレベルであった。
【００４３】
実施例６では、潤滑油の粘度が低いため、比較的潤滑効果が現れにくく、スリーブ内のマグネットローラがスリーブにあたっている部分が摩耗した。そのため、回転トルクも上昇した。また、表面に傷が付いたため、実施例１〜５に比べ、磁力がでなかった。
【００４４】
実施例７では、潤滑油の充填量が少ないため比較的潤滑効果が現れにくく、スリーブ内のマグネットがスリーブ内壁にあたっている部分が摩耗した。しかし、粘度が充分あるため摩耗の状態はひどくなく、回転トルクへの影響は少なかった。また、表面に傷が付いたため、実施例１〜５に比べ、磁力がでなかった。
【００４５】
比較例１では、スリーブ内のマグネットがスリーブ内壁に接触しているため、摩擦により傷が付き、摩耗し、回転トルクが上昇し、表面の摩耗のため、高い磁力が得られなかった。
【００４６】
比較例２は、従来の現像ローラであり、磁力があまりでなかった。これを基準として実施例と比較した。
【００４７】
【発明の効果】
本発明により、現行の現像ローラと同じスリーブ外径で、同じ材料を使用しているにもかかわらず、より高磁力の現像ローラを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の現像ロールを説明するための説明図である。
【図２】扇形マグネットピースの形状を説明するための説明図である。
【図３】扇形マグネットピースをシャフトに貼り付けてマグネットローラを製造することを説明するための説明図である。
【符号の説明】
１　シャフト
２　マグネットローラ
３　スリーブ
４　フランジＡ
５　フランジＢ
６　Ｏリング
７　潤滑油
８　マグネットピース
【図１】
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【図２】
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【図３】
2004021106.tif 000006