JP2000056570A - マグネットローラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ローラ本体部として異形の形状を採用した
り、主磁極形成位置に希土類系ボンド磁石材料を埋設し
なくとも、前記主磁極に局所的且つ高い磁束密度が得ら
れ、該主磁極以外の磁極の磁束密度をも高めることがで
きるマグネットローラを提供せんとする。 【解決手段】 外周面上に長手方向全長にわたる磁極Ｓ
１、Ｎ１、Ｓ２、Ｎ２が周方向に沿って複数形成されて
いるローラ本体部２と該本体部を長手方向全長にわたっ
て支持する軸部３とを備え、前記軸部３がＭｎ−Ａｌ−
Ｃ系磁石からなること特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は複写機やファクシミ
リ、更にはレーザープリンタ等に組み込まれるマグネッ
トローラに関し、更に詳しくは、高い磁束密度を有する
磁極が形成できるマグネットローラに関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機やファクシミリ、レーザープリン
タ等の電子写真方式の現像装置には、現像ローラやクリ
ーニングローラとして永久磁石材料を使用したマグネッ
トローラが用いられている。該マグネットローラは、略
円筒状のローラ本体部とその両端から突設する軸部とか
らなり、前記ローラ本体部は、通常、成形性に優れ且つ
割れや欠けが生じにくいフェライト系ボンド磁石材料を
用いて成形されている。特に、軟質のフェライト系ボン
ド磁石材料を用いて押出成形により成形する場合には、
図４に示す如く、前記軸部５３としてローラ本体部５２
を長手方向全長にわたって撓みなく支持する金属シャフ
ト５７が、該ローラ本体部５２の中央部に挿通される。

【０００３】一方、前記ローラ本体部５２の外周面上に
は、長手方向全長にわたる磁極が周方向に沿って複数形
成されている。そして、各磁極は前記マグネットローラ
に相対回転可能に外装される円筒状スリーブ５４の表面
を介して、現像剤の拾い上げから搬送、感光体への引渡
し並びに現像剤ボックスへの回収に至る各工程を担って
いる。

【０００４】前記各工程における現像剤の取り扱いは画
像品質に直接影響を与えるため、前記各磁極がスリーブ
表面上に形成する磁気パターンには様々な特性が要求さ
れている。特に、現像剤を感光体へ引渡す工程を担う現
像極がスリーブ表面上で形成する磁気パターンには、前
記現像剤を装置内に溢すことなく感光体に安定供給する
ための局所的且つ高い磁束密度が要求されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】一方、前記ローラ本体
部５２を形成するフェライト系ボンド磁石材料は、ポリ
塩化ビニル系樹脂、ＣＰＥ（塩素化ポリエチレン）樹
脂、ＥＶＡ（エチレン酢酸ビニル共重合体）樹脂、ポリ
アミド樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリス
チレン樹脂、ポリカーボネート樹脂等やニトリルゴム、
ポリプロピレンゴム等のバインダーにフェライト系磁性
粉末を混合したものである。したがって、前記ローラ本
体部５２外周面上に形成される各磁極の磁束密度の大き
さには、非磁性体からなる前記バインダーの含有分量に
応じた限界があり、所望の強磁力を得ることは不可能で
あるが、図５に示す如く、断面形状を極端に歪んだ形状
にすれば、略円形状の従来のマグネットローラに比べて
多少の磁力向上を望むことができる。しかし、この様な
異形のマグネットローラ５１は、管理が困難であるとと
もに、その磁極形成位置が金型断面形状によって予め決
定されるため、着磁装置の設定位置の変更で前記磁極形
成位置を決定するといったことが不可能となり、設計上
の自由度が減少する。

【０００６】また、特開平２−２２２１０９号には、図
６に示す如く、ローラ本体部５２外周面上における現像
極Ｓ１等の特に局所的且つ高い磁束密度が要求される一
磁極（以下、単に「主磁極」と称す。）形成位置に、軸
方向に延びる凹溝５９を設け、該凹溝５９に等方性の希
土類系ボンド磁石材料からなる磁石片５８を埋設したマ
グネットローラ５１が開示されている。このようなマグ
ネットローラ５１は、前記主磁極（現像極Ｓ１）に略１
２００Ｇの高い磁束密度が得られることが確認されてい
る。しかし、希土類系ボンド磁石材料は高価であるとと
もに保磁力が高いため、着磁の際には高磁場が必要とな
る。したがって、着磁装置の大型化、大電力化が避けら
れず、特に前記磁石片５８を凹溝５９に埋設した後に高
磁場で着磁する場合、隣接する磁極（規制極Ｎ１、搬送
極Ｎ２）の磁束密度も少なからず影響を受け、設計通り
の磁束密度が得にくいといった問題があった。

【０００７】本発明はかかる現況に鑑みなされたもの
で、ローラ本体部として異形の形状を採用したり、主磁
極形成位置に希土類系ボンド磁石材料を埋設しなくと
も、前記主磁極に局所的且つ高い磁束密度が得られ、該
主磁極以外の磁極の磁束密度も高めることができるマグ
ネットローラを提供せんとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は前述の課題を
解決するにあたり鋭意検討を進めた結果、マグネットロ
ーラの軸部を磁石材料からなる磁石軸とし、該磁石軸を
ローラ本体部外周面上の磁極に対応して一方向又は複数
方向に着磁することで、前記磁極の磁束密度を高めるこ
とができることを見出し、本発明を完成するに至った。

【０００９】すなわち本発明は、外周面上に長手方向全
長にわたる磁極が周方向に沿って複数形成されているロ
ーラ本体部と該本体部を長手方向全長にわたって支持す
る軸部とを備え、前記軸部がＭｎ−Ａｌ−Ｃ系磁石から
なることを特徴とするマグネットローラを提供する。こ
こに前記Ｍｎ−Ａｌ−Ｃ系磁石は保磁力３ｋＯｅ以下の
軽量な合金磁石であり、マグネットローラを撓みなく支
持する十分な曲げ強度を有しているとともに高磁場を必
要とすることなく容易に着磁される。このようなマグネ
ットローラにあっては、前記Ｍｎ−Ａｌ−Ｃ系磁石から
なる軸部外周面上に適宜磁極を着磁形成することで、ロ
ーラ本体部外周面上に形成される各磁極の磁束密度の大
きさを調整することが可能となる。

【００１０】そして、前記Ｍｎ−Ａｌ−Ｃ系磁石からな
る軸部が、一方向に着磁されることで、該軸部外周面上
における前記ローラ本体部の主磁極に対応する位置に、
該主磁極と同極の磁極を有していることが好ましい。こ
こに、前記ローラ本体部の主磁極に対応する位置とは、
マグネットローラ軸心を基準とした方向が前記マグネッ
トローラ軸心を基準とした主磁極の方向と一致してい
る、前記軸部表面上の位置をいい、この場合、前記ロー
ラ本体部の主磁極形成部位によって、該主磁極と方向が
一致している前記軸部表面上の位置が被覆されているこ
とになる。また、前記軸部表面上に着磁形成される磁極
の位置は、その方向のみならず磁束の方向も前記主磁極
に略一致するため、このようなマグネットローラにあっ
ては、該主磁極に局所的且つ高い磁束密度が達成され
る。

【００１１】また、前記Ｍｎ−Ａｌ−Ｃ系磁石からなる
軸部が、複数方向に着磁されることで、該軸部外周面上
における前記ローラ本体部の複数磁極のうち２以上の磁
極に対応する位置に各磁極と同極の磁極を有しているこ
とも好ましい。ここで、前記２以上の磁極に対応すると
は、前記ローラ本体部外周面上に形成される複数磁極の
全てに対応する必要はないといった意味であり、当然に
前記複数磁極の全てに対応する場合も含まれる。このよ
うなマグネットローラにあっては、主磁極のみならず他
極の磁束密度をも所定の値に高めることが可能である。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に添付図面に示した実施例に基
づき更に本発明の詳細を説明する。

【００１３】図１は本発明のマグネットローラの第１実
施例を示し、図中２はローラ本体部、３は軸部をそれぞ
れ示している。

【００１４】本発明に係るマグネットローラは、前記軸
部をＭｎ−Ａｌ−Ｃ系磁石により構成することで、主磁
極に局所的且つ高い磁束密度を達成し、他極の磁束密度
をも高めるものであり、本実施例のマグネットローラ１
は、長手方向全長にわたり略均一な磁束密度を有する現
像極Ｓ１、規制極Ｎ１、攪拌極Ｓ２及び搬送極Ｎ２の各
磁極が外周面上に形成されたフェライト系ボンド磁石材
料からなるローラ本体部２と、該ローラ本体部２の略中
央部分に挿通され、マグネットローラ１を長手方向全長
にわたって支持するＭｎ−Ａｌ−Ｃ系磁石からなる軸部
３とから構成され、前記軸部３の外周面上には、該軸部
３を一方向に着磁することで、現像極Ｓ１に対応する位
置に該現像極Ｓ１と同種類の磁極ｓ１が形成されてい
る。即ち、前記磁極ｓ１は、ローラ本体部２の現像極Ｓ
１形成位置の表面近傍における磁束の出入方向の延長線
上に形成されており、該現像極Ｓ１とその磁束の向きを
等しくし、該現像極Ｓ１による磁束密度を増大してい
る。さらに、前記軸部３はローラ本体部２の両端から突
設し、前記マグネットローラ１に外装される円筒状スリ
ーブ４を相対回転可能に支持している。そして、前記各
磁極は、前記スリーブ４の表面を介して現像剤の攪拌、
搬送等を行う。前記各磁極によるスリーブ４表面での磁
束密度分布、即ち磁気パターン５は、図示した如き形状
を成し、前記軸部３表面上の磁極ｓ１によって上記の如
く磁束密度が増強されている前記現像極Ｓ１は、約１２
００Ｇの局所的且つ高い磁束密度を達成している。

【００１５】前記軸部３を構成するＭｎ−Ａｌ−Ｃ系磁
石は、その磁化容易軸（面心正方晶のｃ軸）の配向状態
の違いによって、等方性磁石、軸異方性磁石（通常の異
方性磁石）、面異方性磁石の３つのタイプがあり、前記
軸異方性及び面異方性磁石は、温間塑性加工により磁化
容易軸を特定方向に揃えることで形成され、特に前記面
異方性は、押出加工により予めｃ軸を押出軸方向に揃え
たビレットを、更に押出軸方向に据込加工することで作
製される。これらＭｎ−Ａｌ−Ｃ系磁石の保磁力は、等
方性で２．０〜２．２ｋＯｅ、軸異方性で２．０〜２．
６ｋＯｅ、面異方性で２．０〜２．９ｋＯｅと低く、着
磁の際に高磁場を必要とすることなく容易に高磁束密度
を得ることができる。特に、前記面異方性磁石は前記据
込加工によって押出方向に略垂直なラジアル方向に配向
しているため、押出軸に平行な周面上の任意な位置に容
易に高磁束密度を有する磁極を着磁形成できる。したが
って、本実施例の軸部３は、Ｍｎ−Ａｌ−Ｃ系の面異方
性磁石とすることが好ましい。また、前記軸部３は、押
出加工法で成形後に切削加工等により形状を整えたり、
メタルインジェクション法で成形後に後加工なしで形状
を整えたりすることができ、その断面形状は、円形、角
形等の任意の形状が選択できる。

【００１６】前記ローラ本体部２は、極異方的に配向着
磁された断面中空状若しくはＣ形状のものや、図２に示
す如く、一方向に配向され、前記軸部３に貼り付ける複
数のマグネット片６、…からなるものも好ましい。

【００１７】尚、本実施例のマグネットローラ１におい
ては現像極を主磁極とみなしているが、本発明はこれに
限定されず、規制極、攪拌極、搬送極、又はその他の磁
極を主磁極とみなしてもよい。

【００１８】次に、図３は、本発明のマグネットローラ
の第２実施例を示している。

【００１９】本実施例のマグネットローラ１は、前記Ｍ
ｎ−Ａｌ−Ｃ系磁石からなる軸部３が軸垂直なラジアル
方向で且つ複数の方向に着磁されており、該軸部３外周
面上には、前記現像極Ｓ１、規制極Ｎ１、攪拌極Ｓ２及
び搬送極Ｎ２のそれぞれに対応する位置に、各磁極と同
種類の磁極ｓ１、ｎ１、ｓ２、ｎ２がそれぞれ形成され
ている。そして、この様な構成のマグネットローラ１
は、図示した如く、各磁極が前記軸部３に形成した磁極
ｓ１、ｎ１、ｓ２、ｎ２によって磁束密度を増強されて
おり、前記現像極Ｓ１には１２００Ｇ、規制極Ｎ１には
８００Ｇ、攪拌極Ｓ２には６００Ｇ、搬送極Ｎ２には８
００Ｇと、それぞれ高磁束密度を達成している。

【００２０】尚、本実施例の軸部３には、ローラ本体部
２に形成される全ての磁極（Ｓ１、Ｎ１、Ｓ２、Ｎ２）
に対応する位置にそれぞれ同種類の磁極（ｓ１、ｎ１、
ｓ２、ｎ２）が形成されているが、本発明はこれに限定
されず、高磁束密度が必要な磁極に対応する位置のみ選
択してもよい。

【００２１】以上示した実施例のマグネットローラ１
は、ローラ本体部２及び軸部３を別途成形着磁後に両者
を貼り付け又は挿通するものであるが、本発明はこれに
限らず、前記ローラ本体部２を成形する際に、前記成形
着磁した軸部３を金型内にインサートしてなるものも好
ましい実施例である。

【００２２】

【発明の効果】以上にしてなる本発明のマグネットロー
ラによれば、Ｍｎ−Ａｌ−Ｃ系磁石からなる軸部を着磁
することで、ローラ本体部外周面上に形成される各磁極
の磁束密度の大きさを微調整でき、具体的には前記磁束
密度を約１〜５０％増大することが可能である。

【００２３】ここで、前記Ｍｎ−Ａｌ−Ｃ系磁石からな
る軸部を一方向に着磁し、該軸部外周面上における前記
ローラ本体部の主磁極に対応する位置に該主磁極と同極
の磁極を形成することで、前記主磁極に局所的且つ高い
磁束密度が得られる。

【００２４】また、前記Ｍｎ−Ａｌ−Ｃ系磁石からなる
軸部を複数方向に着磁し、該軸部外周面上における前記
ローラ本体部の複数磁極のうち２以上の磁極に対応する
位置に各磁極と同極の磁極を形成することで、主磁極の
みならず他極の磁束密度をも高めることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るマグネットローラの第１実施例を
示す簡略横断面図。

【図２】第１実施例のマグネットローラの変形例を示す
簡略横断面図。

【図３】本発明に係るマグネットローラの第２実施例を
示す簡略横断面図。

【図４】従来のマグネットローラを示す簡略縦断面図。

【図５】従来のマグネットローラを示す簡略横断面図。

【図６】従来のマグネットローラを示す簡略横断面図。

【符号の説明】

１ マグネットローラ ２ ローラ本
体部 ３ 軸部 ４ スリーブ ５ 磁気パターン ６ マグネッ
ト片 ５１ マグネットローラ ５２ ローラ
本体部 ５３ 軸部 ５４ スリー
ブ ５５ 磁気パターン ５７ 金属シ
ャフト ５８ 磁石片 ５９ 凹溝

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周面上に長手方向全長にわたる磁極が
   周方向に沿って複数形成されているローラ本体部と、該
   本体部を長手方向全長にわたって支持する軸部とを備
   え、前記軸部がＭｎ−Ａｌ−Ｃ系磁石からなること特徴
   とするマグネットローラ。
2. 【請求項２】 前記Ｍｎ−Ａｌ−Ｃ系磁石からなる軸部
   が、一方向に着磁されることで、該軸部外周面上におけ
   る前記ローラ本体部の主磁極に対応する位置に、該主磁
   極と同極の磁極を有していることを特徴とする請求項１
   記載のマグネットローラ。
3. 【請求項３】 前記Ｍｎ−Ａｌ−Ｃ系磁石からなる軸部
   が、複数方向に着磁されることで、該軸部外周面上にお
   ける前記ローラ本体部の複数磁極のうちの２以上の磁極
   に対応する位置に、各磁極と同極の磁極を有しているこ
   とを特徴とする請求項１記載のマグネットローラ。