JP2002043119A - マグネットロール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数個のマグネットを支持軸に固定して形成
したマグネットローラにおいて、主磁極のピーク磁束密
度をより増加する。 【解決手段】第1の主磁極5は山形であり、左右それぞれ
斜面に平行に着磁されている。第1の主磁極5の対称軸に
略垂直に第2の主磁極8及び第3の主磁極10の着磁方向が
定められている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電子写真複写機
やファクシミリ等の画像形成装置或いは記録装置におけ
る、現像装置やクリーニング装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】それぞれが極を構成する複数個のゴムマ
グネット又はプラスチップマグネットを支持軸に固定し
て形成したマグネットロールとして、特許出願公告平3
―61322号に記載された、「マグネットの相隣り合う少
なくとも1組について、1つのマグネットがそれ自体主磁
極を構成すると共に、他の1つのマグネットの補助極を
兼ね、その補助極を兼ねるマグネットが上記他の1つの
マグネットの着磁方向に対して略垂直な着磁方向成分を
有するように配置したマグネットロール」が知られてい
る。

【０００３】図4は、上記特許出願公告平3―61322号を
利用して構成したマグネットローラ101である。同図に
おいて矢線は磁化方向を示しており、矢印先端側がN極
である。第1の主磁極105は、左右対称の山形断面形状で
あり、対称軸に平行に着磁されている。そして第2の主
磁極8及び第3の主磁極10が、第1の主磁極と隣り合って
配置され、それらの着磁方向は第1の主磁極の着磁方向
に略垂直になっている。第2の主磁極8及び第3の主磁極1
0はそれぞれが主磁極を構成すると同時に、第1の主磁極
105に対する補助極の役割を果たしている。これによ
り、第1の主磁極105のピーク磁束密度が増す効果が得ら
れる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、第1の
主磁極を感光体と向き合うよう配置する場合等には、そ
のピーク磁束密度を更に増すことが強く望まれている。

【０００５】また上記構成では、第1の主磁極のピーク
磁束密度及び磁束密度半値幅は、第2及び第3の主磁極の
影響を大きく受け、従って第1の主磁極のピーク磁束密
度及び半値幅の設計の際には第2及び第3の主磁極に影響
されて求める値を得ることが難しいという問題がある。

【０００６】そこで本発明の目的は、第1の主磁極のピ
ーク磁束密度を更に増すことができ、第1の主磁極のピ
ーク磁束密度及び半値幅が第2及び第3の主磁極の影響を
受けにくく従ってそれらの設計が容易なマグネットロー
ルを提供することにある。

【０００７】

【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は、それぞれが極を構成
する複数個のゴムマグネット又はプラスチックマグネッ
トを支持軸に固定して形成したマグネットロールにおい
て、断面山形形状であり、山形形状の底部が支持軸に固
定され、かつ山形断面の左右それぞれの部分の磁化の方
向は、山形断面のそれぞれの斜面に平行な方向である第
1の主磁極と、第1の主磁極の左右位置に隣り合って配置
され、第1の主磁極の磁気中央線に対して略垂直方向の
磁化の方向を有する第2の主磁極及び第3の主磁極とを有
する。

【０００８】第1の主磁極、第2の主磁極及び第3の主磁
極を構成するマグネットは、磁気異方性を有しているこ
とが好ましい。

【０００９】第1の主磁極は、左右それぞれの部分を別
個に製作した後、突き合わされて構成されることが好ま
しい。

【００１０】山形は左右対称であり、かつそれぞれの斜
面の対称軸となす角度が約24°であることが好ましい。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の第1の実施形態を図1及び
図2を用いて説明する。マグネットロール1は、マグネッ
トロールの周上に所定の磁力波形が得られるように、強
磁性体からなる矩形の支持軸2の回りに、所定個数（本
実施の形態では5個）のそれぞれが極を構成する磁気異
方性のゴムマグネット又はプラスチックマグネットを貼
り付けている。

【００１２】第1の主磁極5は、左右対称の山形断面形状
であり、底部が支持軸2に固定されている。左右それぞ
れの斜面の対称軸6となす角度は24°に設定されてい
る。第1の主磁極5は、対称軸6を挟んだ左右それぞれの
部分5a，5bから構成され、これらは別個に製作された
後、突き合わされる。左右それぞれの部分5a，5bの着磁
方向はそれぞれの斜面に平行であり従って対称軸6とな
す角度は24°となっている。

【００１３】第2の主磁極8は、支持軸2に接着されると
共に、第1の主磁極5に対しても接着されている。そして
着磁の方向は第1の主磁極の対称軸6に対して93°となっ
ている。

【００１４】第3の主磁極10は、支持軸2に接着されると
共に、第1の主磁極5に対しても接着されている。そして
着磁の方向は第1の主磁極の対称軸6に対して82°となっ
ている。

【００１５】第1の主磁極の左側部分5a、第1の主磁極の
右側部分5b、第2の主磁極8及び第3の主磁極10は、例え
ば磁気異方性のバリウムフェライト及びストロンチウム
フェライトを80乃至95重量部含み、残部として塩化ビニ
ル及び塩素化ポリエチレン・エチレン酢酸ビニル共重合
体を混合した塑性物をロールミルにより過熱混練した
後、粉砕機により粉砕してペレットを得、これを押し出
して長尺物に加工する時に、上記それぞれの磁化方向に
配向・磁化されるように、電磁石により磁場を印加する
ことにより、製作することができる。

【００１６】本マグネットロール1には、更に第4の主磁
極14を構成するゴムマグネット又はプラスチックマグネ
ットが図1に示す方向に着磁されて、第2の主磁極8及び
支持軸2に対して接着されている。また第5の主磁極16を
構成するゴムマグネット又はプラスチックマグネットが
図1に示す方向に着磁されて、支持軸2に対して接着され
ている（なお第4の主磁極14と第5の主磁極16との間に
は、マグネットは配置されていないが、第6の極が形成
されている。）。マグネットロール1の外側には回転自
在なスリーブ18が設けられている。

【００１７】第1の実施の形態のマグネットロール1を、
第1の主磁極5が感光体に対向するように、画像形成装置
の現像装置に取りつけて、スリーブ18を回転させる。ま
た現像装置内の2成分トナーは撹拌ロールにより撹拌さ
れて摩擦により帯電されている。そして2成分トナーの
キャリアが磁力波形により引きつけられて、スリーブに
付着してスリーブと共に回転し、それに伴い現像トナー
もキャリアと共にスリーブに付着して回転する。そし
て、それぞれの極でぞれぞれの役割を果たしながら、ス
リーブに付着したトナーが第1の主磁極5の位置に至る
と、現像トナーは静電力により感光体側に飛翔する。

【００１８】第1の主磁極の対称軸6に略垂直な第2の主
磁極及び第3の主磁極の磁力線が第1の主磁極の対称軸位
置で互いに衝突して曲げられ、その後対称軸6に沿って
進むと同時に、第1の主磁極の左右それぞれの部分5a，5
bの磁化方向は対称軸6に対して24°の角度であるので、
左右方向成分（対称軸6に垂直な方向の成分）を有し、
この左右方向成分は対称軸位置で互いに衝突して曲げら
れ、その後対称軸6に沿って進む。従って第1の主磁極の
ピーク磁束密度は、図4に示す従来例に比して、第1の主
磁極の左右それぞれの部分5a，5bの磁化方向が左右方向
成分を有している分だけ、増すことができる。

【００１９】従ってまた従来例に比して、磁力線のより
多くが対称軸に集まるので、第1の主磁極5の半値幅をよ
り小さくすることができる。

【００２０】実際、本実施の形態のマグネットロール1
と図4の従来例のマグネットロール101とをスリーブ径25
ｍｍで製作して、第1の主磁極のピーク磁束密度及び半
値幅（ピーク磁束密度の半分の磁束密度となる位置の角
度幅）を測定したところ、従来の第1の主磁極105のピー
ク磁束密度800ガウス及び半値幅40．5°に対して、第1
の実施形態の第1の主磁極5では、ピーク磁束密度837ガ
ウス及び半値幅36．4°を得ることができた。

【００２１】次に、これらにより、第1の主磁極の設計
にあたって、第2及び第3の主磁極の影響をさほど考慮せ
ずに、独自に設計することが可能になる。即ち、第1の
主磁極のピーク磁束密度及び半値幅の設計は、第1の主
磁極の山形断面の左右ぞれぞれの斜面の角度を変えるこ
とによって行なうが、従来例の場合には、第1の主磁極
に隣り合う第2の主磁極及び第3の主磁極、更には第2の
主磁極に隣り合う主磁極や第3の主磁極に隣り合う主磁
極に影響されて、第1の主磁極の左右斜面の対称軸に対
する角度を変えても、磁束密度波形をさほど変えること
ができず、従って求める第1の主磁極105のピーク磁束密
度及び半値幅を得ることが難しかった。これに対して第
1の実施の形態の場合には、第1の主磁極5左右部分5a，5
bそれぞれの磁化方向が左右方向成分を有している分、
ピーク磁束密度が高くなり半値幅が狭くなるので、従っ
て山形断面の左右ぞれぞれの斜面の角度を変えることに
より、隣り合わせの極の影響をさほど考慮することな
く、求める第1の主磁極のピーク磁束密度及び半値幅を
得ることが可能になる。

【００２２】実際、図1において、第1の主磁極の左右対
称の山形形状の斜面の対称軸となす角度（θとする）を
変化させて、ピーク磁束密度及び半値幅を調べた。これ
によるとθ＝9°の場合はピーク磁束密度767ガウス及び
半値幅40°、θ＝14°の場合はピーク磁束密度834ガウ
ス及び半値幅38．4°、θ＝19°の場合はピーク磁束密
度791ガウス及び半値幅38．3°、θ＝24°の場合はピー
ク磁束密度837ガウス及び半値幅36．4°、θ＝29°の場
合はピーク磁束密度824ガウス及び半値幅35．9°であっ
た。これにより、θの増加と共に、多少ばらつきはある
もののピーク磁束密度が増加し、θ＝24°の場合に最も
大きくなり、その後減少する顕著な傾向が見られた。ま
た、θの増加と共に、半値幅が減少する顕著な傾向が見
られた。

【００２３】次に本発明の第2の実施の形態を図3を用い
て説明する。本実施の形態は第1の主磁極25を2分割せず
に、一体の山形の形状としておりかつ、山形断面の左右
それぞれの部分が斜面に平行な磁化方向を有するもので
ある。これは、例えばバリウムフェライト及びストロン
チウムフェライトを80乃至95重量部含み、残部として塩
化ビニル及び塩素化ポリエチレン・エチレン酢酸ビニル
共重合体を混合した塑性物をロールミルにより過熱混練
した後、粉砕機により粉砕してペレットを得、これを一
体の山形の形状として、長尺押し出した後、これが固ま
る前に、複数のコイルを、山形断面の左右それぞれの部
分が斜面に平行に配向・磁化するように、所定位置に配
置して、これに電流を流すことにより、得ることができ
る。

【００２４】上記第1及び第2の実施の形態では、第1の
主磁極5，25は左右対称の山形断面形状とした。しかし
ながら本発明のマグネットロールの第1の主磁極は、左
右対称でない山形断面形状に対しても用いることができ
る。この場合には、第1の主磁極の左右ぞれぞれの部分
の磁力線が互いに衝突して折れ曲がる、その中央衝突線
（これを磁気中央線という）に対して、略垂直に第2及
び第3の主磁極の磁化方向を定める。なお左右対称の山
形形状の場合は、磁気中央線と対称軸とは一致する。

【００２５】

【発明の効果】本発明のマグネットロールは、それぞれ
が極を構成する複数個のゴムマグネット又はプラスチッ
クマグネットを支持軸に固定して形成したマグネットロ
ールにおいて、断面山形形状であり、山形形状の底部が
支持軸に固定され、かつ山形断面の左右それぞれの部分
の磁化の方向は、山形断面のそれぞれの斜面に平行な方
向である第1の主磁極と、第1の主磁極の左右位置に隣り
合って配置され、第1の主磁極の磁気中央線に対して略
垂直方向の磁化の方向を有する第2の主磁極及び第3の主
磁極とを有するので、第1の主磁極のピーク磁束密度が
より増加し、また第1の主磁極のピーク磁束密度及び磁
束密度半値幅の設計がより容易になる。

【００２６】第1の主磁極、第2の主磁極及び第3の主磁
極を構成するマグネットは、磁気異方性を有しているこ
とにより、磁化の方向に配向して強い磁力を得ることが
できる。

【００２７】第1の主磁極は、左右それぞれの部分を別
個に製作した後、突き合わされて構成されることによ
り、左右それぞれの部分を別個に一方向に磁化すること
ができるので、第1の主磁極のより強いピーク磁束密度
を得ることができる。

【００２８】山形は左右対称であり、かつそれぞれの斜
面の対称軸となす角度が約24°であることにより、第1
の主磁極のより強いピーク磁束密度及びより狭い磁束密
度半値幅を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第1の実施の形態のマグネットローラ
の断面図である。

【図２】本発明の第1の実施の形態のマグネットローラ
の斜視図である。

【図３】本発明の第2の実施の形態のマグネットローラ
の断面図である。

【図４】従来のマグネットローラの断面図である。

【符号の説明】

1，21 マグネットローラ 2 支持軸 5，25 第1の主磁極 6 対称軸 8 第2の主磁極 10 第3の主磁極

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 それぞれが極を構成する複数個のゴムマ
   グネット又はプラスチックマグネットを支持軸に固定し
   て形成したマグネットロールにおいて、 断面山形形状であり、上記山形形状の底部が上記支持軸
   に固定され、かつ上記山形断面の左右それぞれの部分の
   磁化の方向は、上記山形断面のそれぞれの斜面に平行な
   方向である第1の主磁極と、 上記第1の主磁極の左右位置に隣り合って配置され、上
   記第1の主磁極の磁気中央線に対して略垂直方向の磁化
   の方向を有する第2の主磁極及び第3の主磁極とを有する
   をことを特徴とするマグネットロール。
2. 【請求項２】 請求項1において、上記第1の主磁極、第
   2の主磁極及び第3の主磁極を構成するマグネットは、磁
   気異方性を有していることを特徴とするマグネットロー
   ル。
3. 【請求項３】 請求項1又は2において、上記第1の主磁
   極は、左右それぞれの部分を別個に製作した後、突き合
   わされて構成されることを特徴とするマグネットロー
   ル。
4. 【請求項４】 請求項1乃至3のいずれか1つにおいて、
   上記山形は左右対称であり、かつそれぞれの斜面の対称
   軸となす角度が約24°であることを特徴とするマグネッ
   トローラ。