DE3314885A1 - Magnetwalze fuer kopiergeraet - Google Patents

Magnetwalze fuer kopiergeraet

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DE3314885A1
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Germany
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poles
magnetic roller
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permanent magnet
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DE19833314885
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Horst 5064 Rösrath Baermann
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Baermann Max GmbH
Max Baermann GmbH
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Baermann Max GmbH
Max Baermann GmbH
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/06Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
    • G03G15/08Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer
    • G03G15/09Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer using magnetic brush
    • G03G15/0921Details concerning the magnetic brush roller structure, e.g. magnet configuration

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Description

  • Magnetwalze für Kopiergeräte
  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Magnetwalze, wie sie für elektrostatische oder elektrofotografische Kopiergeräte Verwendung findet. Bei derartigen Geräten ist die Magnetwalze konzentrisch z.B.
  • von einem Hohl zylinder aus/Aluminium mit geringem Abstand umgeben.
  • Bei diesen Anordnungen bewegt sich der Hohizylinder relativ zur Magnetwalze. Hierbei wirken die magnetischen Kraftlirlien der Magnetwalze wie eine Magnetbürste, die den Toner bzw. Entwickler, der eine ferromagnetische Komponente enthält, an die. Oberflnche des Aluminiumzylinders fördert. Da zwischen der Oberfläche der Magnetwalze und dem unmagnetischen Alu min iumz yl inder ein Lu ftspalt vorhanden ist, müssen die aus der Magnetwalze austretenden magnetischen Flußlinien möglichst senkrecht aus den auf der Oberfläche der Magnetwalze befindlichen Polen austreten, eine relativ hohe Flußdichte besitzen und außerdem eine ausreichende Steifheit aufweisen.
  • Zur Erzielung dieser Eigenschaften ist bereits eine Magnetwalze bekannt geworden, bei der auf einem unmagnetischen Trägerkörer in Achsrichtung verlaufende, streifenförmige Dauermagnete vnrgesehen sind, die in radialer Richtung magnetisiert sind, derart, daß Pole abwechse3 nder Polarität in Walzenuml aufrichtung entstehen. An diesen radial magneierten Hauptmagneten liegen an gegenüberliegenden Seitenflächen Zusatzmagnete an. Diese Zusatzmagnete sind senkrecht zu den Hauptmagneten magnetisiert, wobei gleiche Pole der Zusatzmagnete an den FIauptmagneten anliegen.
  • Obwohl die Zusatzmagnete die magnetische Feldstärke der Hauptmagnete etwas verstärken, ist die Raumwirkung unbefriedigend.
  • Darüber hinaus ist diese Ausführung mit >+elativ hohen Kosten verbunden, da jede Magnetanordnung aus drei einzelnen streifenförmigen Dauermagneten zusammengesetzt werden muß.
  • (US-PS 3 402 G',i) Es ist auch bereits eine Magnetwalze bekannt geworden, die aus einem zylinderförmigen Dauermagneten aus einem keramischen Magnetwerkstoff, wie z.B. Bariumferrit, besteht. Bei dieser Magnetwalze ist lediglich ein Hauptpol wirksam, dem zwei Nebenpole gleicher Polarität benachbart sind. Die dargestellte Magnetisierung des Magnetkörpers ist in der Praxis sehr schwierig, wenn überhaupt durchzuführen. Darüber hinaus ist die Magnetwalze relativ teuer, da sie vollständig aus hartem,schwer bearbeitbarem Dau erma gn etwerk stoff besteht.
  • (DE-AS 24 52 879) Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, eine Magnetwalze der eingangs genannten Art zu schaffen, die auf einfache Art und Weise und mit geringen Kosten herstellbar ist und mit der sich ein starkes, sich senkrecht zur Oberfläche der Magnetwalze weit in den Raum hinein erstreckendes Magnetfeld erzielen läßt.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die streifenförmigen Dauermagnete, die auf einem walzenförmigen Trägerkörper befestigt sind, aus jeweils wenigstens einem Dauermagnetpaar zusammengesetzt und zueinander gegensinnig in Umfangsrichtung derart magnetisiert sind, daß an den aneinanderliegenden Flächen der Dauermagnetpaare gleichnamige Pole (N,N und S,S) abwechselnd aneinanderliegen und auf ihren Umfangsflächen Hauptpole bilden, die von Magnetpaar zu Magnetpaar in Umfangsrichtung in ihrer Polarität wechseln.
  • Es wurde gemäß der vorliegenden Erfindung in überraschender Weise gefunden, daß bei gleichem Aufwand an Magnetmaterial gegenüber den Magnetwalzen mit herkömmlicher Magnetisierung eine Erhöhung der Induktion an den Hauptpolen auf dem Umfang der Magnetwalze um ca. 100 °Ó erzielbar ist.
  • Durch die Erfindung wird ferner der Vorteil erreicht, daß die streifenförmigen Dauermagnete im noch nicht zusammengesetzten Zustand auf einfache Art und Weise in Richtung ihrcr geringsten Dicke magnetisiert werden können. Sie werden dann auf dem Träger-.
  • körper so zu einem Paar zusammengesetzt, daß sich stets gleichnamige Pole an den aneinanderliegenden Flächen gegenüberstehen Die aus den Polflächen austretenden Kraftlinien stoßen einander ab, summieren sich in ihrer Gesamtwirkung und treten in radialer Richtung aus der Magnetwalze aus, so daß eine sogenannte Magnetbürste gebildet wird, die weit in den Raum hinein streut und eine große Steifheit aufweist. Es lassen sich auf diese Weise auf einem Teil oder auf dem gesamten Walzenumfang Magnetpaare mit IIIul)tl)olon von in Umfangsrichtung wechselnder Polarität mit so großer Flußdichte erzeugen, wie sie bisher noch nicht möglich war Die Anordnung und Befestigung der einzelnen Dauermagnetpaare auf dem walzenförmigen Trägerkörper kann in verschiedener Weise erfolgen. Es wurde erkannt, daß sich Hauptpole mit höherer Induktion erzielen lassen, wenn der Trägerkörper nicht aus magnetisch leitendem Material, sondern aus magnetisch nicht leitendem Material besteht.
  • In einer bevorzugten Ausführung ist der Trägerkörper mit radial verlaufenden Rippen versehen, die auch aus magnetisch nicht leitendem Material bestehen. Zwischen den Rippen sind die Dauermagnetpaare, die einen segmentförmigen Querschnitt aufweisen,angeordnet und ggfls. durch an den Rippenenden angeordnete Verankerungsteile gehalten.
  • In einer anderen bevorzugten Ausbildung sind auf dem Umfang des walzenförmigen Trägerkörpers Nuten angebracht, in die die Dauermagnetpaare eingeschoben und z.B. durch Kleben befestigt sind.
  • Man kann die Seitenwände der Nuten auch konisch verlaufend ausbilden, so daß eine zusätzliche Hai terun g erfolgt.
  • Um die Flußdichte an den Polen zu konzentrieren, können zwischen den einander zugekehrten gleichnamigen Polen jedes Dauermagnetpaares Polplatten aus magnetisch gut leitendem Werkstoff angeordncl sein.
  • Nachfolgend sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert.
  • Es zeigen: Fig.l einen senkrechten Schnitt durch die Magnetwalze, Fig.2 eine perspektivische Darstellung der halbierten Magnetwalze gemäß Fig.l, Fig.3 einen senkrechten Schnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel der Magnetwalze, Fig.4 den Kurvenverlauf der Induktion B in Beziehung zu den Umfangsstellungen der Hauptpole der Magnetwalze, Fig.5 ein anderes Ausführungsbeispiel der Magnetwalze im senkrechten Halbschnitt Die Magnetwalzelgemäß Fig.l besteht aus dem Trägerkörper 2 aus magnetisch nicht leitendem Material, wie z.B Aluminium. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Trägerkörper mit sich in radialer Richtung erstreckenden Rippen 4 versehen, die an ihren Enden ein Verankerungsteil 5 aufweisen. Zwischen den Rippen sind jeweils ein Paar streifenförmige Dauermagne Le 3 angeordnet, die einen segmentförmigen Querschnitt aufweisen. Jeder Dauermagnet ist in Umfangsri cI tung bzw. senkrecht zu den Seitenflächen der radial verlaufenden Rippen magnetisiert, wobei die aneinanderliegenden Flächen 3a der Dauermagnetpaare gleichnamige Pole aufweisen.
  • Die Magnetisierungsrichtung ist in Fig.2 durch die Pfeile 7 gek eni zeichnet. In den Figuren sind die aneinanderliegender Pole der D;lucrrllaynctpaarc mit den Buchstaben N,N und S,S bezeichnet.
  • Die aneinanderliegenden Pole gleicher Polarität bilden auf der Umfangsfläche 9 der paarweise angeordneten streifenförmigen Dauermagnete Hauptpole, die mit den Buchstaben N und S gekennzeichnet sind. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, wechseln die Pole in Umfangsrichtung von Magnetpaar zu Magnetpaar ihre Polarität.
  • Durch die erfindungsgemäße Anordnung der beiden Dauermagnetstreifen, bei der jeweils zwei Pole gleicher Polarität aneinarlder liegen, wird in dem mittleren Bereich des Dauermagnetpaares eine hohe Induktion erreicht, die senkrecht zur Oberfläche der Magnetwalze gerichtet ist. Die magnetischen Kraftlinien, die von dem einen Pol gleicher Polarität austreten, wirken mit dem anderen Pol gleicher Polarität so zusammen, daß eine verstärkende Gesamtwirkung erreicht wird.
  • Im oberen Teil der Fig.l sind anstelle der radial verlaufenden Rippen 4 Polplatte 6 aus magnetisch gut leitendem Werkstoff in dem Trägerkörper 2 befestigt. Die segmentförmigen Dauermagnete 3 liegen wiederum mit gleichnamigen Polen an jeder Polplatte an, so daß an den Stirnflächen der Polplatten, die am WalzenumFang liegen, die Hauptpole wechselnder Polarität vorhanden sind.
  • Die streifenförmigen Dauermagnete 3 bestehen aus einer extrudierten Mischung von anisotropem Bariumferritpulver und/oder Strontiumferritpulver und thermoplastischem Bindemittel.
  • Die Magnetwalze 1 ist von einem Hohizylinder 10 aus Aluminium mit geringem Abstand konzentrisch umgeben.
  • Aus der perspektivischen Darstellung gemäß Fig.2 ist erkennbar, wie jeweils zwei streifenförmige Dauermagnete mit ihren gleichnamigen Polen aneinanderliegen und auf der Umfangsfläche der Walze die Hauptpole-N und S bilden.
  • In Fig.3 ist ein walzenförmiger Trägerkörper 2 dargestellt, der auf seinem Umfang 8 mit Nuten 11 versehen ist, in denen wiederum die streifenförmigen Dauermagnetpaare 3 so angeordnet sind, daß an ihren aneinanderliegenden Flächen 3a gleichnamige Pole vorhanden sind. In diesem Bereich werden auf dem Walzenumfang die Hauptpole gebildet, die in der Zeichnung mit N und S gekennzeichnet sind.
  • Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Hauptpole nicht auf dem gesamten Umfang gleichmäßig verteilt. Es sind lediglich 6 Hauptpole vorhanden, die über einen Umfangsbereich von 2700 mit gleichem Abstand vcrteilt sind.
  • Es kann auch wünschenswert sein, eine andere Pol zahl oder olanordrlungen mit unterschiedlichen Abständen und/oder Induktionen zueinander vorzusehen.
  • In Fig.4 ist in einem Diagramm der Kurvenverlauf der Induktion B in Beziehung zu den Umfangsstellungen der Hauptpole der Magnetwalze dargestellt. Auf der Ordinate ist die Induktion B in Millitesla (mT) und auf der Abszisse der Walzenumfang in Winkelgraden angegeben.
  • Wie man aus dem Kurvenverlauf erkennen kann, liegen die Spitzenwerte der Induktion an den Hauptpolen, die im Diagramm mit N und S bezeichnet sind, bei 150 mT, im Abstand von 0,3 mm über dem Walzenumfang gemessen. Wie weiterhin aus dem Diagramm ersichtlich ist, sind am Umfang der Magnetwalze, wo Nord- und Südpole der streifefiförmigen Dauermagnete aneinanderliegen, Nebenpole, im Diagramm mit n und s bezeichnet, mit geringer Induktion vorhanden, die den Kopiervorgang nicht beeinflussen.
  • Die Amplituden der Nebenpole bzw. ihre Spitzeninduktionen können durch Maßnahmen, wie sie in Fig.5 dargestellt sind, noch weiter verkleinert werden.
  • Fig.5 zeigt eine ähnliche Ausbildung der Magnetwalze 1, wie sie in Fig.l dargestellt ist, bei der der Trägerkörper 2 mit sich in radialer Richtung erstreckenden Rippen 4 versehen ist. Zwischen den Rippen sind jeweils ein Paar streifenförmige Dauermagnete 3 angeordnet. Die Dauermagnetpaare weisen die erfindungsgemäß vorgeschlagene Magnetisierung auf, d.h. an den aneinanderliegenden Flächen 3a sind gleichnamige Pole vorhanden, die auf der Umfangsfläche 9 die Hauptpole N und S bilden. In dieser Figur sind auf dem Walzenumfang die Nebenpole durch die Buchsttaben n und s gekennzeichnet Sie entstehen an den Stellen, wo die Dauermagnetpaare 3 mit ihren ungleichnamigen Polen N und 5 aneinander bzw. an den Rippen 4 anliegen.
  • Die Magnetwalze weist nun an den Umfangsflächen 13, an denen die Nebenpole liegen, einen geringeren Radius auf als an den Umfangsflächen 9, an denen die Hauptpole N und S vorhanden sind.
  • Dadurch ergibt sich jeweils eine zu den Nebenpolen hin verlaufende größere Walzenkrümmung.
  • Man kann eine geringere Induktion der Nebenpole auch erreicht, indem, wie in dem rechten Teil der Fig«5 dargestellt ist, die Dauermagnetpaare 3 im Bereich der Nebenpole mit Ausnehmungen 12 versehen sind, die eine rechteckige oder abgeschrägte Form aufweisen können.
  • Durch die hohe Induktion der Hauptpole und die außerordentlich geringe Induktion der Nebenpole, die gemäß der Erfindung erzielt wird, kann ein deutliches und einheitlich sichtbares Bild erzeugt werden.
  • Die Erfindung ist nicht auf die hier dargestellten Ausfühvrungsbeispiele beschränkt. Die im Querschnitt segmer0 tförmi gen, cnL-sprechend der Erfindung magnetisierten Dauermagnete können mit ihren gleichnamigen und ungleichnamigen Polflächen auch direkt aneinanderliegen und auf dem Umfang eines naben- oder walzenförmigen Trägerkörpers befestigt sein.

Claims (8)

  1. P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Magnetwalze für Kopiergeräte, bei der auf einem walzenförmigen Trägerkörper in Achsrichtung verlaufende streifenförmige Dauermagnete vorgesehen sind, deren Pole in Walzenumlaurrichtuny abwechselnde Polarität aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die streifenförmigen Dauermagnete, die auf dem walzenförmigen Trägerkörper (2) befestigt sind, aus jeweils wenigstens einem Dauermagnetpaar (3) zusammengesetzt und zueinander gegensinnig in Umfangsrichtung derart magnetisiert sind, daß an den aneinanderliegenden Flächen (3a der Dauermagnetpaare gleichnamige Pole (N,N und S,S) abwechselnd aneinanderliegen und auf ihren Umfangsflächen (9) Hauptpole bilden, die von Magnetpaar zu Magnetpaar in ihrer Polarität wechseln.
  2. 2. Magnetwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper (2) aus magnetisch nicht leitendem Material besteht und mit radial verlaufenden Rippen (4) versehen ist, zwischen denen die Dauermaynetpaare (3), die einen segmen tfür eigen Querschnitt aufweisen, angeordnet und mittels Verunkerungsteilen (5) befestigt sind.
  3. 3. Magnetwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauermagnetpaare (3) in auf dem Walzenumfang (ß) angebrachten Nuten (11) des magnetisch nicht leitenden Trägerkörpers (2) an geordnet und befestigt sind.
  4. 4. Magnetwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den einander zugekehrten gleichnamigen Polen jedes Dauermagnetpaares (3) Polplatten (6) aus magnetisch gut leitendem Werkstoff angeordnet sind.
  5. 5. Magnetwalze nach den Ansprüchen 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß die streifenförmigen Dauermagnctpaare (3) aus einer extrudierten Mischung aus anisotropem Bariumferrit- und/oder Strontiumferritpulver und thermoplastischem Bindemittel bestehen.
  6. 6. Magnetwalze nach den Ansprüchen 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetisch nicht leitende, walzenförmige Trägerkörper (2) aus Aluminium besteht.
  7. 7. Magnetwalze nach Anspruch 1 und/oder einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeicllalet, daß die DauermagI0e t:i,ua re (3) an ihren aneinanderliegenden bzw. an den Rippen (4) anliegenden Polen ungleichnamiger Polarität in Bereich der Umfangsflächen (13), an denen die Nebenpole n und s liegen, einen geringerer Radius aufweisen als an den Umfangsflächen (9), an denen die Hauptpole N und S vorhanden sind.
  8. 8. Magnetwalze nach den Ansprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauermagnetpaare (3) an ihren aneinanderliegenden bzw.
    an den Rippen (4) anliegenden Polen ungleichnamiger Polarität im Bereich der Unifangsflächen (13), an denen die Nebenpole n und s liegen, mit Aussparungen (12) versehen sind.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0182930A1 (de) * 1984-11-26 1986-06-04 Max Baermann G.M.B.H. Magnetwalze für Kopiergeräte und Verfahren zur Herstellung derselben
WO1991010173A1 (en) * 1989-12-22 1991-07-11 Eastman Kodak Company Improved bar magnet for construction of a magnetic roller core

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