(57)【要約】【課題】  軽量で加工性が良いアルミニウム又はアルミニウム合金を使用して、低コストで耐久性のあるスリーブ構造のマグネットロールを提供する。【解決手段】  永久磁石部材１と、該永久磁石部材１の外側を囲む中空円筒状のスリーブ３とを含むマグネットロールにおいて、前記スリーブ３の少なくとも外周表面は、アルミニウム又はアルミニウム合金の陽極酸化処理による多孔質層２０と、その外周側に形成された最外周層となる導電性被膜層３０とを含む複数層構造となっている。前記導電性被膜層３０は前記スリーブ端面及び該端面に続く裏側部分にも延長形成されている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
永久磁石部材と、該永久磁石部材の外側を囲む中空円筒状のスリーブとを含むマグネットロールにおいて、
前記スリーブの少なくとも外周表面が多孔質層と最外周層となる導電性被膜層とを含む複数層構造であることを特徴とするマグネットロール。
【請求項２】
前記多孔質層の厚さは、３〜１５μｍである請求項１記載のマグネットロール。
【請求項３】
前記多孔質層は、アルミニウム又はアルミニウム合金の陽極酸化処理によって形成される請求項１又は２記載のマグネットロール。
【請求項４】
前記導電性被膜層が前記スリーブ端面及び該端面に続く裏側部分にも形成されている請求項１，２又は３記載のマグネットロール。
【請求項５】
前記多孔質層の上に前記導電性被膜層が１〜１０μｍ形成されている請求項１，２，３又は４記載のマグネットロール。
【請求項６】
前記導電性被膜層が無電解Ｎｉめっき層である請求項１，２，３，４又は５記載のマグネットロール。
【請求項７】
永久磁石部材と、該永久磁石部材の外側を囲む中空円筒状のスリーブとを含むマグネットロールの製造方法において、
陽極酸化処理によって中空円筒状のアルミニウム又はアルミニウム合金の少なくとも外周表面に多孔質層を形成し、その後無電解めっきにより導電性被膜層を前記多孔質層上に形成して前記スリーブを作製することを特徴とするマグネットロールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真式複写機やレーザープリンタ、ファクシミリ等に用いられるマグネットロールに係り、特に、感光体ドラムに搬送する現像剤を担持する現像スリーブを有するマグネットロールに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真式複写機やレーザープリンタにおけるマグネットロールは、図３に示される構造のものが多く用いられる。図３において、永久磁石部材１が固着されたシャフト２の一端は、軸受５Ａを介してフランジ４Ａで軸支され、シャフト２の他端は軸受５Ｂを介してフランジ４Ｂで軸支され且つフランジ４Ｂを貫通して外部に延長している。これらの相対するフランジ４Ａ，４Ｂは、中空円筒状のスリーブ３に嵌着されている。
【０００３】
図３のようなマグネットロールは、スリーブ３が回転することによりその外周面に吸着された現像剤を感光体ドラムヘ搬送することとなる。この現像剤には磁性トナーからなる１成分系現像剤、非磁性トナーと磁性キャリアとからなる２成分系現像剤がある。いずれにせよ、トナーの保持と搬送のためスリーブ３は、サンドブラストやサンドペーパによって適当に荒らして粗面化される。
【０００４】
例えば、下記特許文献１において、現像剤支持部材の表面にその移動方向に沿って凹凸を設け、そのピッチが５μｍ〜１００μｍ、凹部の深さｄが０．２μｍ〜１０μｍ、凹部の広さが２ｄ〜３ｄであることが開示されている。
【特許文献１】特開昭５６−１１３１７２号公報
【０００５】
この方法によって、現像剤の搬送性が向上し、且つ現像剤支持部材への吸着も生ぜず、常に良好な画像を得ることができるとしている。そして、スリーブ部材は、例えばアルミニウムやアルミニウム合金、若しくはステンレス鋼等の非磁性材料によって形成される。特にアルミニウムは軽量で安価な事から好んで用いられている。
【０００６】
ところで、前記マグネットロールに使用されるスリーブ部材は上記の理由からアルミニウム又はアルミニウム合金が使用されるが、このアルミニウムは磨耗しやすいため耐久性が低いという問題がある。上記特許文献１のような処理を行なうことでトナーの搬送性は向上しても、長時間使用されることで粗面が失われトナーの搬送性が劣化することとなる。そこで、アルミニウムの替わりに高硬度のステンレス鋼を使用することもできるが、コストが高く機械加工性に問題がある。また、下記特許文献２に開示されているように、アルミニウムの陽極酸化処理（いわゆるアルマイト処理）によって表面を硬化させ耐久性を向上させる試みもある。しかし、良好な現像を行なわせるために、スリーブにバイアス電圧を印加することが行われるようになってきているが、前記アルミニウムの陽極酸化処理による表面被膜は電気的に絶縁性を有しているために、バイアス電圧を印加することが困難な問題がある。
【特許文献２】特開平６−２３０６７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記の点に鑑み、軽量で加工性が良いアルミニウム又はアルミニウム合金を使用して、低コストで耐久性のあるスリーブ構造のマグネットロールを提供することを目的とする。
【０００８】
本発明のその他の目的や新規な特徴は後述の実施の形態において明らかにする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、永久磁石部材と、該永久磁石部材の外側を囲む中空円筒状のスリーブとを含むマグネットロールにおいて、
前記スリーブの少なくとも外周表面が多孔質層と最外周層となる導電性被膜層とを含む複数層構造であることを特徴としている。
【００１０】
本願請求項２の発明に係るマグネットロールは、請求項１において、前記多孔質層の厚さが、３〜１５μｍであることを特徴としている。
【００１１】
本願請求項３の発明に係るマグネットロールは、請求項１又は２において、前記多孔質層が、アルミニウム又はアルミニウム合金の陽極酸化処理によって形成されることを特徴としている。
【００１２】
本願請求項４の発明に係るマグネットロールは、請求項１，２又は３において、前記導電性被膜層が前記スリーブ端面及び該端面に続く裏側部分にも形成されていることを特徴としている。
【００１３】
本願請求項５の発明に係るマグネットロールは、請求項１，２，３又は４において、前記多孔質層の上に前記導電性被膜層が１〜１０μｍ形成されていることを特徴としている。
【００１４】
本願請求項６の発明に係るマグネットロールは、請求項１，２，３，４又は５において、前記導電性被膜層が無電解Ｎｉめっき層であることを特徴としている。
【００１５】
本願請求項７の発明に係るマグネットロールの製造方法は、永久磁石部材と、該永久磁石部材の外側を囲む中空円筒状のスリーブとを含む構成において、
陽極酸化処理によって中空円筒状のアルミニウム又はアルミニウム合金の少なくとも外周表面に多孔質層を形成し、その後無電解めっきにより導電性被膜層を前記多孔質層上に形成して前記スリーブを作製することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、永久磁石部材と、該永久磁石部材の外側を囲む中空円筒状のスリーブとを含むマグネットロールにおいて、前記スリーブの少なくとも外周表面を、多孔質層と最外周層となる導電性被膜層とを含む複数層構造としたので、耐久性と導電性の両方を同時に満たすことが可能となる。この結果、前記スリーブにバイアス電圧を印加することができ、安定した現像が可能となる。
【００１７】
前記スリーブの表面を、多孔質層と最外周層となる導電性被膜層とを含む複数層構造とする処理は、陽極酸化処理によって中空円筒状のアルミニウム又はアルミニウム合金の少なくとも外周表面に多孔質層を形成し、その後無電解めっきにより導電性被膜層を前記多孔質層上に形成することで実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための最良の形態として、マグネットロール及びその製造方法の実施の形態を図面に従って説明する。
【００１９】
図１のマグネットロールにおいて、永久磁石部材１の外周を囲むように設けられたスリーブ３は、その拡大部分に示されるようにアルミニウム又はアルミニウム合金の非磁性円筒部材１０の少なくとも外周表面に陽極酸化処理によって図２に示される多孔質層２０を形成し、その後、導電性金属の無電解めっきや導電性樹脂により導電性被膜層３０を前記多孔質層２０上に形成している。導電性被膜層３０は円筒部材１０の端面１１及び該端面１１に続く裏側部分１２にも形成されている。但し、裏側部分１２の導電性被膜層３０はスリーブ３内周に嵌着されるフランジ４Ａ，４Ｂに接触する領域以外は被覆されていなくともよい。なお、マグネットロールの他の構成は図３の従来例と同じでよい。
【００２０】
前記陽極酸化処理による多孔質層２０は、アルミニウム又はアルミニウム合金の円筒部材１０をシュウ酸浴、硫酸浴、又はクロム酸浴中で電圧を印加しながら処理をすることで形成する。電解浴の温度は０℃前後がよく、高温になると形成される被膜が軟化する傾向にある。この陽極酸化処理による多孔質層２０の深さ（厚さ）は３〜１５μｍが好ましい。深さが３μｍ未満であると陽極酸化処理による被膜厚みが不十分であるため硬度が低く耐久性が劣化する。また、この多孔質層２０の表面にある導電性被膜層３０との密着性が不十分となる。一方、深さを１５μｍより大きくすることは処理時間が多くなり生産性が悪くなる。
【００２１】
前記陽極酸化処理による多孔質層２０の表面に施す導電性被膜層３０は、前述したように金属めっきや導電性樹脂等を用いることが可能であるが、特に、コストと導電性を考慮するとＮｉめっき（無電解めっき）等の金属めっきを用いることが好ましい。Ｎｉ以外にも例えば、Ａｕ、Ａｇが使用できる。また、導電性被膜層３０は、多孔質層２０の上部に１〜１０μｍ（より好ましくは１〜５μｍ）の厚みで形成されることが好ましい。これは、アルミニウム又はアルミニウム合金の円筒部材１０に陽極酸化処理を施すことで表面の絶縁性が高くなるため、１０００Ω（好ましくは５００Ω）以下の抵抗を実現するためには必要となる。なお、導電性被膜層３０が１μｍ未満では部分的に無電解Ｎｉめっき層等の導電性被膜層３０が形成されない面が残る虞があり、また１０μｍより厚くすることは無電解めっき処理等に時間がかかる問題がある。
【００２２】
前記導電性被膜層３０としてＮｉめっきを被覆した場合、該めっきはピンホールを生じている可能性が高く、特に厚みが薄いときは顕著に見られ、前記陽極酸化処理による多孔質層２０が無いときにはアルミニウム又はアルミニウム合金からなる円筒部材１０が該ピンホールを起点として腐食する虞がある。この対策として、該めっきのピンホールをクロメート（６価クロム）処理することがなされていたが、環境の面から好ましくない。しかしながら本発明の上記構造の場合、該ピンホールの有無にかかわらず、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる円筒部材１０が陽極酸化処理で多孔質層２０が形成されているため腐食を防止している。従って、無電解Ｎｉめっき１０μｍ以下においても、十分な耐食性を得ることが可能となる。
【００２３】
前記導電性被膜層３０をＮｉ等の金属の無電解めっきで形成した場合、図２の多孔質層２０の孔部２１内に導電性被膜層３０が部分的に（孔の内部空間上部に）食い込むように形成されるため、密着性の高い導電性被膜層３０が得られる。
【００２４】
また、陽極酸化処理を施した後に導電性被膜層（Ｎｉめっき）を形成した場合と、処置せずに同じ導電性被膜層を形成した場合を比較すると、陽極酸化処理した方が、ビッカース硬度が向上し耐磨耗性が良好となる。耐磨耗性は表面硬度だけでなく、下地の影響を強く受ける。
【００２５】
なお、導電性被膜層３０は１層に限定されず、複数層、例えば異なる金属層で形成されていてもよい。但し、最外周層はＮｉ等の硬度が高く、導電性の良好な金属層が好ましい。
【００２６】
この実施の形態によれば、次の通りの効果を得ることができる。
【００２７】
(1)  永久磁石部材１と、該永久磁石部材１の外側を囲む中空円筒状のスリーブ３とを含むマグネットロールにおいて、スリーブ３の外周表面が、アルミニウム又はアルミニウム合金の非磁性円筒部材１０の陽極酸化処理による多孔質層２０と、その上の導電性被膜層３０とを有する複数層構造となっているので、耐久性と導電性の両方を同時に満たすことが可能となる。この結果、前記スリーブ３にバイアス電圧を印加することができ、安定した現像が可能となる。
【００２８】
(2)  導電性被膜層３０がスリーブ端面及び該端面に続く裏側部分にも形成されているため、スリーブ３に嵌着されるフランジ４Ａ，４Ｂに裏側に延長した導電性被膜層３０を接触させることができ、フランジ４Ａ，４Ｂをアルミニウム等の導電性部材で構成することで、フランジ４Ａ，４Ｂを通してスリーブ３にバイアス電圧を供給可能である。
【００２９】
(3)  前記導電性被膜層３０をＮｉ等の金属の無電解めっきで形成した場合、図２の多孔質層２０の孔部２１内に導電性被膜層３０が部分的に（孔の内部空間上部に）食い込むように形成されるため、密着性の向上を図ることができる。特に、硬度等にも配慮すると、無電解Ｎｉめっき層が好ましい。
【実施例１】
【００３０】
以下の表１を用いて本発明の実施例について述べる。
【００３１】
【表１】
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【００３２】
上記表１において、試料＃１はスリーブとして中空円筒状アルミニウムをそのまま用いた場合であり、導通は良好であるがビッカース硬度Ｈｖが１２０で硬度不足のきらいがある。
【００３３】
試料＃２は中空円筒状アルミニウムに硫酸浴による陽極酸化処理（多孔質層＝５μｍ）したものをスリーブとして用いた場合であり、ビッカース硬度Ｈｖは２３０と向上するが、表面の多孔質層の導電性が低いため、導通不良となっている。なお、陽極酸化処理による多孔質層は、渦電流法による膜厚計にて測定した。
【００３４】
試料＃３は本発明の実施例であり、中空円筒状アルミニウムに硫酸浴による陽極酸化処理して多孔質層（１０μｍ）を形成後、さらに電解Ｎｉめっきで膜厚３μｍの導電性被膜層を形成したものであり、導通は良好で、ビッカース硬度Ｈｖも２００でアルミニウムをそのまま用いるよりも向上している。
【００３５】
試料＃４は本発明のもう１つの実施例であり、中空円筒状アルミニウムに硫酸浴による陽極酸化処理して多孔質層（１２μｍ）を形成後、さらに無電解Ｎｉめっきで膜厚３μｍの導電性被膜層を形成したものであり、導通は良好で、ビッカース硬度Ｈｖは５００で試料＃３よりも更に向上している。
【００３６】
以上本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当業者には自明であろう。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係るマグネットロール及びその製造方法の実施の形態を示す断面図である。
【図２】実施の形態においてスリーブ表面に形成する多孔質層の拡大斜視図である。
【図３】従来のマグネットロールの断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  永久磁石部材
２  シャフト
３  スリーブ
４Ａ，４Ｂ  フランジ  
５Ａ，５Ｂ  軸受
１０  非磁性円筒部材
１１  端面
１２  裏面部分
２０  多孔質層
２１  孔部
３０  導電性被膜層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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