JP2003098832A - 永久磁石とマグネットロールおよびその製造方法、並びに現像ロール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 現像極での局所的高磁束密度が得られ、現像
極磁気パターンの半値角が小さく、画像品質の優れた、
且つ製造原価が廉価な永久磁石とマグネットロールおよ
びその製造方法とそれを用いた現像ロールを提供する。 【解決手段】 軸方向に延びる複数個の磁極を設けた永
久磁石を有する現像ロール１において、前記永久磁石
は、軸方向に延びる凹状溝７ｃを設けた永久磁石７と、
前記凹状溝７ｃに挿入された磁極片１５とによって形成
され、前記複数個の磁極の内の一つが前記磁極片１５の
磁力によって形成された現像極であり、前記現像極以外
の複数個の磁極が前記永久磁石７の磁力によって形成さ
れた補助極であり、そして前記現像極による磁界の前記
スリーブ２外側表面の最大磁束密度が、前記補助極によ
るそれよりも大きく、且つ、前記凹状溝７ｃの２箇所の
稜線部の内、少なくとも１箇所の稜線部に面取り部が具
備されているマグネットロール。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真や静電記
録等において使用する、永久磁石とマグネットロールお
よびその製造方法とそれを用いた現像ロールに関する。

【０００２】

【従来の技術】図９は従来のマグネットロールとそれを
用いた現像ロールの１例を示す断面図である。図におい
て、マグネットロール８１６は外周部に複数個の磁極を
設けた円筒状の永久磁石８７と、この永久磁石８７の中
空部に固着したシャフト６とから構成される。そして前
記マグネットロール８１６を用いた現像ロール８１は、
前記マグネットロール８１６と、アルミ合金若しくはス
テンレス鋼等からなる非磁性円筒形のスリーブ２と、前
記スリーブ２の両端に固着したフランジ３ａ、３ｂと、
軸受け４と、シール部材５とから構成され、シャフト６
とスリーブ２は軸受け４を介して相対的に回転自在に設
けられる(すなわち永久磁石８７と永久磁石８７の中空
部に固着したシャフト６とからなるマグネットロール８
１６に対して、スリーブ２が相対的に回転する)ととも
に、シール部材５により現像剤(図示せず)のスリーブ２
内への浸入を防止するようになっている。通常、前記永
久磁石８７は、成形性に優れ且つ成形後の割れや欠けが
生じにくいフェライト系ボンド磁石を用いて成形され、
前記成形時の磁場配向と成形後の着磁により、前記永久
磁石８７の外周面上に軸心方向にわたる磁極が周方向に
沿って複数形成される。そして、前記各磁極は、前記永
久磁石に相対回転可能に外装される円筒状のスリーブ２
の表面を介して、現像剤(図示せず)の汲み上げ、搬送、
感光体(図示せず)への移動ならびに現像剤ボックス(図
示せず)への回収に至る各工程を分担する。

【０００３】前記各工程における現像剤の挙動は、画像
品質に大きく影響するので、前記各磁極がスリーブ２の
表面に形成する磁気パターンは種々の特性が要求され
る。特に現像剤を感光体へ移動させる現像極がスリーブ
２の表面に形成する現像極磁気パターンには、現像剤を
装置内にこぼさずに感光体へ移動させるための、局所的
高磁束密度が要求される。しかし、フェライト系ボンド
磁石である永久磁石８７を具備した前記従来のマグネッ
トロール８１６を用いた現像ロール８１は、このような
現像極磁気パターンでの局所的高磁束密度の要求に対応
しにくいという問題点があった。

【０００４】特開平２０００−６８１２０号公報には前
記問題点を解決したマグネットロールが示されているの
で、図面を参照しながらこのマグネットロールについて
説明する。なお、同一部分は前述の図９と同一の参照符
号を付す。図１０はこのマグネットロールおよびその磁
気パターンを示す側面図である。複数個の磁極（Ｎ１、
Ｓ２、Ｎ２）を設けるとともに、その外周面上に長手方
向全長にわたる溝９７ｃを具備したフェライト系ボンド
磁石である永久磁石９７と、前記溝９７ｃに嵌着され磁
極Ｓ１を有する保磁力３ｋＯｅ以下の金属磁石である磁
極片９１５と、前記永久磁石９７の両端から突設するシ
ャフト(図示せず)とから成るマグネットロール９１６
に、相対回転可能に円筒状のスリーブ２が外装されて現
像ロールが構成される。前記マグネットロール９１６に
おいては前記磁極Ｓ１が現像極である。磁気パターンＢ
９７は前記磁極Ｓ１、Ｎ１、Ｓ２、Ｎ２による前記スリ
ーブ２表面の磁束密度分布を示し、具体的には、スリー
ブ２表面において、スリーブ２の法線方向の磁束密度を
測定し、その値をスリーブ２の法線方向の外方にとって
示した分布図である。未着磁の状態で組み立てられたマ
グネットロール９１６は着磁装置を用いて着磁され、複
数個の磁極（Ｓ１、Ｎ１、Ｓ２、Ｎ２）が形成される。
マグネットロール９１６は磁極片９１５の保磁力が３ｋ
Ｏｅ以下と小さいので着磁が容易であるとともに、磁極
片９１５が比較的高特性の金属磁石であるため、この磁
極片９１５が現像極となるようにすれば、現像極として
必要な局所的高磁束密度が得られる。

【０００５】ここで、現像極の磁気パターンＢ９７の磁
束密度の最大値の略１／２のところを、その磁束密度分
布の両側の線Ｅ、Ｆを横切るようにして通る、スリーブ
２の周方向上の線（すなわち、Ｅ、Ｆを通る、スリーブ
２の回転中心２Ｏをセンターとした円弧）Ｇと、磁束密
度分布の両側の線Ｅ、Ｆとの両交点Ｈ、Ｉのうち、一方
の交点Ｈとスリーブ２の回転中心２Ｏとを結ぶ直線Ｌ
１、ならびに他方の交点Ｉとスリーブ２の回転中心２Ｏ
とを結ぶ直線Ｌ２との成す角度αを半値角と記すことに
する。なお、現像極以外の極についても上記と同様に半
値角を定義することができる。

【０００６】ところで、前述の現像剤の感光体への移動
作用が最も強くなるのは前記現像極磁気パターンが現像
剤を穂立ちさせる部位であり、この部位で現像剤の感光
体への移動は殆ど終了する。現像剤が感光体に接触す
る、スリーブ周方向の幅（所謂現像ニップ部）の現像剤
が穂立ちする部位を除いた残りの現像ニップ部について
は、感光体へ付着した現像剤をむしろ掻き取ってしまう
所謂スキャベジング作用が行われる部位である。前記ス
キャベジング作用は画像品質を悪化させるので好ましく
ない。現像極磁気パターンのスリーブ周方向の幅が広い
と、前記スキャベジング作用が行われる部位も広くなり
画像品質の悪化が増大する。現像極磁気パターンのスリ
ーブ周方向の幅が広いということは、前記半値角αが大
きいということであり、半値角αを小さくすることが望
まれていた。

【０００７】半値角αを小さくするためには、前記磁極
片９１５のスリーブ周方向の幅寸法を小さくする方法が
あるが、この方法では、磁極片９１５のスリーブ周方向
の幅寸法を極端に小さくすると、現像極磁気パターンの
最大磁束密度が低下してしまうという問題点があった。
また、着磁の際、永久磁石９７の円周方向の現像極近傍
部分も、現像極と同極性に着磁されるので、この永久磁
石９７の円周方向の現像極近傍部分の磁力の寄与によ
り、半値角αが大きくなってしまうという問題点もあっ
た。

【０００８】このような問題点を解決するためには、磁
極片としてスリーブ周方向の幅寸法の小さい希土類系燒
結磁石を用い、この磁極片を予め着磁してから永久磁石
の溝に挿入することも考えられる。磁極片は断面の寸法
（図の紙面上下方向寸法および左右方向寸法）に対して
長手方向寸法が大きい所謂長尺磁石となる。そして、磁
極片の材料として前記希土類系燒結磁石を用いた場合
は、燒結磁石が脆いのでこのような長尺磁石は折れ易
く、特に、前述のように磁極片９１５を予め着磁してか
ら永久磁石９７の溝９７ｃに挿入する場合は、磁力によ
る吸引力のため一層折れ易くなり、組立が不可能となる
かあるいは組立に細心の注意を払うため労力がかかり製
造原価が増大するという問題がある。磁極片９１５を長
手方向に分割された所謂短尺磁石の繋ぎ合わせたものと
すれば前記長尺磁石の折れの問題は無くなるが、繋ぎ合
わせた継ぎ目において磁気パターンの磁束密度が低下
し、画像品質の劣化を招来するので分割することはでき
ず、一体の長尺磁石とする必要がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
問題点を解決し、現像極磁気パターンでの局所的高磁束
密度が得られるとともに、現像極磁気パターンの半値角
が小さく、画像品質の優れた、且つ製造原価が廉価な永
久磁石とマグネットロールおよびその製造方法とそれを
用いた現像ロールを提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本願の第１の発明は、現
像ロールに用いられるマグネットロール用の永久磁石で
あって、複数個の磁極を設けるとともに、周面上の軸方
向に延びる凹状溝に磁極片が挿入された永久磁石におい
て、前記複数個の磁極の一つが前記磁極片の磁力により
現像極を形成し、さらに前記現像極以外の複数個の磁極
が補助極を形成し、且つ、この永久磁石を用いたマグネ
ットロールを現像ロールに装着した場合、前記現像ロー
ル用のスリーブ外側表面での、前記現像極の磁界が形成
する最大磁束密度が、前記補助極の磁界が形成する最大
磁束密度よりも大きくなるように構成したことを特徴と
する永久磁石である。

【００１１】本願の第２の発明は、前記磁極片は、ボン
ド磁石の一体成形体から構成されることを特徴とする、
前記第１の発明の永久磁石である。

【００１２】本願の第３の発明は、前記凹状溝の側面と
前記永久磁石周面とが交わる２箇所の稜線部の内、少な
くとも１箇所の稜線部に面取り部を具備していることを
特徴とする、前記第１乃至第2の発明の永久磁石であ
る。

【００１３】本願の第４の発明は、前記磁極片の軸方向
の角部の内、少なくとも底面の２箇所の角部に面取り部
を具備していることを特徴とする、前記第１乃至第３の
発明の永久磁石である。

【００１４】本願の第５の発明は、現像ロール用のマグ
ネットロールであって、複数個の磁極を設けるととも
に、周面上の軸方向に延びる凹状溝に磁極片が挿入され
た永久磁石を有するマグネットロールにおいて、前記複
数個の磁極の一つが前記磁極片の磁力により現像極を形
成し、さらに前記現像極以外の複数個の磁極が補助極を
形成し、且つ、このマグネットロールを現像ロールに装
着した場合、前記現像ロール用のスリーブ外側表面で
の、前記現像極の磁界が形成する最大磁束密度が、前記
補助極の磁界が形成する最大磁束密度よりも大きくなる
ように構成したことを特徴とするマグネットロールであ
る。

【００１５】本願の第６の発明は、前記磁極片は、ボン
ド磁石の一体成形体から構成されることを特徴とする、
前記第５の発明のマグネットロールである。

【００１６】本願の第７の発明は、前記凹状溝の側面と
前記永久磁石周面とが交わる２箇所の稜線部の内、少な
くとも１箇所の稜線部に面取り部を具備していることを
特徴とする、前記第５乃至第６の発明のマグネットロー
ルである。

【００１７】本願の第８の発明は、前記磁極片の軸方向
の角部の内、少なくとも底面の２箇所の角部に面取り部
を具備していることを特徴とする、前記第５乃至第７の
発明のマグネットロールである。

【００１８】本願の第９の発明は、複数個の磁極を設け
るとともに、周面上の軸方向に延びる凹状溝に磁極片が
挿入された永久磁石を有するマグネットロールの製造方
法において、前記磁極片を予め着磁してから前記凹状溝
に挿入することを特徴とする、マグネットロールの製造
方法である。

【００１９】本願の第１０の発明は、前記磁極片は、ボ
ンド磁石の一体成形体から構成されることを特徴とす
る、前記第９の発明のマグネットロールの製造方法であ
る。

【００２０】本願の第１１の発明は、前記凹状溝の側面
と前記マグネットロール周面とが交わる２箇所の稜線部
の内、少なくとも１箇所の稜線部に面取り部を具備して
いることを特徴とする、前記第９乃至第１０の発明のマ
グネットロールの製造方法である。

【００２１】本願の第１２の発明は、前記磁極片の軸方
向の角部の内、少なくとも底面の２箇所の角部に面取り
部を具備していることを特徴とする、前記第９乃至第１
１の発明のマグネットロールの製造方法である。

【００２２】本願の第１３の発明は、前記第５乃至第８
の発明のマグネットロールの外周を包囲するように設け
られ、且つ前記マグネットロールに対して回転可能に支
持されたスリーブを有することを特徴とする現像ロール
である。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図に
基づき説明する。

【００２４】（実施形態１）図１は本発明の実施形態１
を示す永久磁石とマグネットロールとそれを用いた現像
ロールの断面図、図２は図１の側面図、図３は図２の後
述する凹状溝７ｃと磁極片１５を拡大したものである。
なお、同一部分は前述の図９あるいは図１０と同一の参
照符号を付す。永久磁石７は、周面上の軸方向に延びる
複数個の磁極と周面上の軸方向に延びる凹状溝７ｃとを
有し、前記凹状溝７ｃの側面と前記永久磁石７の周面と
が交わる２箇所の稜線部の内、図２の紙面左側の稜線部
に面取り部を７ｄ具備している。また、永久磁石７は軸
方向に延びる中空部を有し、前記中空部シャフト６が挿
入固着されている。前記永久磁石７と磁極片１５とシャ
フト６とからマグネットロール１６が構成される。前記
複数個の磁極の内の一つが前記磁極片１５の磁力によっ
て形成された現像極（Ｓ１）であり、前記現像極以外の
複数個の磁極が前記永久磁石７の磁力によって形成され
た補助極（Ｎ１、Ｓ２、Ｎ２、Ｓ３、Ｎ３、Ｓ４、Ｎ
４）である。そして円筒状のスリーブ２が前記永久磁石
７の外周を包囲するように設けられ、且つ永久磁石７に
対して回転可能に支持される。前記永久磁石７、シャフ
ト６およびスリーブ２から現像ロール１が構成される。

【００２５】永久磁石７は通常の磁石材料を用いて形成
することができ、例えば磁性粉末を樹脂バインダーに分
散させた樹脂マグネット、あるいは磁性粉末をゴムバイ
ンダーに分散させたゴムマグネット等の、所謂ボンド磁
石を用いることができる。前記磁性粉末としては、バリ
ウムフェライト及び／又はストロンチュムフェライト等
のフェライト磁粉、あるいはＲ−Ｃｏ系もしくはＲ−Ｆ
ｅ−Ｂ系やＲ−Ｆｅ−Ｎ系のような希土類系の磁粉を用
いることができ、または、前記フェライト磁粉と希土類
系の磁粉の混合粉を用いることができるが、一般的には
経済性を考慮してバリウムフェライト及び／又はストロ
ンチュムフェライト等のフェライト磁粉を用いることが
多い。前記樹脂バインダーとしては例えばポリエチレ
ン、塩化ビニール、エチレンーエチルアクリレート共重
合体（ＥＥＡ）、エチレンー酢酸ビニール共重合体ＥＶ
Ａ）、ポリアセタール、ＡＢＳ樹脂等の熱可塑性樹脂等
を用いることができる。また、前記材料中には、滑剤、
可塑剤等を適量添加することができる。前記ゴムバイン
ダーとしては、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、スチ
レンーブタジエンゴム、エチレンープロピレンゴム、塩
素化ポリエチレン、塩化ビニール等のゴムを用いること
ができる。

【００２６】このような材料を用いて押出し成形あるい
は射出成形により一体の永久磁石７を成形する。そし
て、前記成形の金型の周囲に配設された磁場配向装置に
より前記複数個の磁極（Ｎ１、Ｓ２、Ｎ２、Ｓ３、Ｎ
３、Ｓ４、Ｎ４）が所定位置に配向された所謂極異方性
となる。なお、要求される磁束密度がさほど大きくない
場合は前記極異方性とせず、等方性としても良い。

【００２７】永久磁石７の側面形状は、スリーブ２の回
転中心２Ｏをセンターとした円筒に凹状溝７ｃが具備さ
れた形状とする。

【００２８】凹状溝７ｃの幅方向の中心線が永久磁石７
の円筒の中心線と一致するようにする。凹状溝７ｃの側
面（図２の紙面上下方向の面）同士は互いに平行で、底
面（図２の紙面左右方向の面）は前記側面と直交させ
る。

【００２９】凹状溝７ｃの幅寸法（図の紙面左右方向寸
法）は磁極片１５の幅寸法よりも僅かに大きい値にす
る。凹状溝７ｃの深さ寸法（図の紙面上下方向寸法）
は、磁極片１５が凹状溝７ｃに挿入された後、磁極片１
５の図の紙面上側の面が永久磁石７の外周面と略一致す
るように設定する。

【００３０】磁極片１５は側面の寸法（図の紙面上下方
向寸法および左右方向寸法）に対して長手方向寸法が大
きい所謂長尺磁石となる。そして、磁極片１５の材料と
して燒結磁石を用いた場合は、燒結磁石が脆いのでこの
ような長尺磁石は折れ易く、特に、磁極片１５を予め着
磁してから永久磁石７の凹状溝７ｃに挿入する場合は、
磁力による吸引力のため、一層折れ易くなり、必然的に
長手方向に分割された所謂短尺磁石の繋ぎ合わせたもの
となる。しかし、繋ぎ合わせた継ぎ目において磁気パタ
ーンの磁束密度が低下し、画像品質の劣化を招来するの
で分割することはできず、一体の長尺磁石とする必要が
ある。このため磁極片１５の材料としては可撓性が有る
ものが好ましく、例えば磁性粉末を樹脂バインダーに分
散させた樹脂マグネット、あるいは磁性粉末をゴムバイ
ンダーに分散させたゴムマグネット等の、所謂ボンド磁
石を用いることができる。

【００３１】前記磁性粉末としては、バリウムフェライ
ト及び／又はストロンチュムフェライト等のフェライト
磁粉、あるいはＲ−Ｃｏ系もしくはＲ−Ｆｅ−Ｂ系やＲ
−Ｆｅ−Ｎ系のような希土類系の磁粉を用いることがで
き、または、前記フェライト磁粉と希土類系の磁粉の混
合粉を用いることができるが、一般的には現像極として
必要な高磁束密度が得られるようにするため、Ｒ−Ｃｏ
系もしくはＲ−Ｆｅ−Ｂ系やＲ−Ｆｅ−Ｎ系のような希
土類系の磁粉を用いることが多い。前記樹脂バインダー
としては例えばポリエチレン、塩化ビニール、エチレン
ーエチルアクリレート共重合体（ＥＥＡ）、エチレンー
酢酸ビニール共重合体ＥＶＡ）、ポリアセタール、ＡＢ
Ｓ樹脂等の熱可塑性樹脂等を用いることができる。ま
た、前記材料中には、滑剤、可塑剤等を適量添加するこ
とができる。前記ゴムバインダーとしては、ニトリルゴ
ム、クロロプレンゴム、スチレンーブタジエンゴム、エ
チレンープロピレンゴム、塩素化ポリエチレン、塩化ビ
ニール等のゴムを用いることができる。

【００３２】このような材料を用いて押出し成形あるい
は射出成形により一体の磁極片１５を成形する。そし
て、前記成形の金型の周囲に配設された磁場配向装置に
より、図の紙面上下方向がＳ−Ｎ方向となるように配向
された異方性となる。なお、要求される磁束密度がさほ
ど大きくない場合は前記異方性とせず、等方性としても
良い。

【００３３】磁極片１５の側面形状は、磁極片１５が凹
状溝７ｃに挿入された後、磁極片１５の図の紙面上側の
面が永久磁石７の外周面と一致する円弧となるようにす
ることが好ましいが、前記上側の面が略直線（すなわち
側面形状が略矩形）となるようにしても良い。この場
合、前記上側の面の図の紙面左右方向の中心が永久磁石
７の外周面と一致するようにすることが一般的だが、前
記上側の面の図の紙面左右方向の中心が永久磁石７の外
周面より外側に（径方向寸法が大きく）なっても良い
し、内側に（径方向寸法が小さく）なっても良い。

【００３４】図３に示すように、凹状溝７ｃの側面（図
の紙面上下方向の面）と底面（図の紙面左右方向の面）
が交叉する２箇所の隅部は完全には直交せず、隅肉７ｃ
ａが形成されてしまう。これは、前述のように、押出し
成形あるいは射出成形により一体の永久磁石７を成形
し、その時に凹状溝７ｃも同時に成形されるときに、凹
状溝７ｃの輪郭に対応する前記成形用金型のキャビティ
の角部は、巨視的には直角だが、微視的には面取りを有
するので、前記面取りに対応した隅肉７ｃａが形成され
てしまうためである。このため、磁極片１５の底面の２
箇所の角部が略直交した（すなわち面取り部を具備して
いないか、あるいは極めて小さい面取り部を具備してい
る）形状であると、前記隅肉７ｃａに前記角部が乗り上
げて凹状溝７ｃの底面と磁極片１５の底面が密着せず、
隙間を生じる。そして、前述の隅肉７ｃａへの角部の乗
り上げの程度により、前記隙間の大きさが変動する。隙
間が大きいと、磁極片１５の図の紙面上側の面が永久磁
石７の外周面よりも外側（図の紙面上側）に突出する傾
向になり、隙間が小さいとその逆の傾向になり、現像ロ
ール１の外周面における磁極片１５の径方向位置の変動
が大きくなる。こうなると現像極の高磁束密度の変動も
大きくなり、画像品質に悪影響を与える。これを防止す
るためには、磁極片１５の幅寸法を小さくして隅肉７ｃ
ａに角部が乗り上げないようにする方法も有るが、この
方法でも、凹状溝７ｃの幅方向の一方に片寄って磁極片
１５が挿入されると隅肉７ｃａに角部が乗り上げてしま
うので好ましくない。

【００３５】このような不具合を防止するため、本実施
形態では磁極片１５の角部の内、少なくとも底面(図の
紙面下側)の２箇所の角部に面取り部１５ａを具備し
た。前記面取り部１５ａは凹状溝７ｃの側面に対して４
５度の角度で交わる直線とし、面取り部１５ａの大きさ
は、隅肉７ｃａに角部が乗り上げてしまわない範囲で、
できるだけ小さくすることが好ましい。本実施形態で
は、磁極片１５の上側(図の紙面上側)の面が略直線（す
なわち側面形状が略矩形）となるようにし、磁極片１５
の上側の面の２箇所の角部にも底面の２箇所の角部の面
取り部１５ａと同じ面取り部を具備した。このようにす
ることにより磁極片１５は上下対称となり、上下どちら
の面を凹状溝７ｃに挿入しても良く、組立の自由度が大
きくなる。

【００３６】磁極片１５を予め着磁してから永久磁石７
の凹状溝７ｃに挿入する。このように磁極片１５は着磁
済みのため、永久磁石７に磁力で吸着するので、固着手
段は不要であるが、接着剤を用いて固着力を補強しても
良い。そして、長手方向寸法が大きい所謂長尺磁石であ
る磁極片１５を凹状溝７ｃに挿入する際、前述のよう
に、磁極片１５を可撓性が有るボンド磁石の一体成形体
から構成されるようにしたので、折れ難く作業性が良好
であり、原価を廉価にすることができる。また、磁極片
１５を長手方向に分割された所謂短尺磁石の繋ぎ合わせ
たものとせずに済むので、繋ぎ合わせた継ぎ目における
磁気パターンの磁束密度の低下による画像品質の劣化を
招来することがなく、画像品質の優れたマグネットロー
ルとすることができる。永久磁石７に磁極片１５が固着
された後、着磁装置を用いて永久磁石７を着磁し、複数
個の磁極（Ｎ１、Ｓ２、Ｎ２、Ｓ３、Ｎ３、Ｓ４、Ｎ
４）を形成する（以下、別着磁と記す）。

【００３７】現像極に要求される磁束密度がさほど大き
くなく、現像極の両隣の補助極が接近していないような
場合は、未着磁の永久磁石７に未着磁の磁極片１５を固
着してから、着磁装置を用いて永久磁石７と磁極片１５
を着磁しても良い（以下、同時着磁と記す）。逆に、現
像極に要求される磁束密度が大きく現像極の両隣の補助
極が接近している場合は、前記各極に対応する着磁装置
の着磁ヨーク同士を接近させなければならないが、現像
極に要求される大磁束密度値を満足させるため、現像極
に対応する前記着磁ヨークに巻線を多層に施す関係上、
前記着磁ヨーク同士を接近させることが困難であり、前
述の別着磁とせざるをえなくなる。

【００３８】前記別着磁の場合、Ｓ１極は前記着磁済み
の磁極片１５により形成済みであるが、永久磁石７の円
周方向の磁極片１５の近傍部分も着磁済みの磁極片１５
の磁力によって磁極片１５と同極性に（後述する同時着
磁の場合よりは弱目ではあるが）磁化され、特に前述の
ように磁極片１５の材料として永久磁石７の材料よりは
磁気特性の高い磁石材料が好ましく用いられるため、こ
のことは一層顕著となり、その分、（後述する同時着磁
の場合よりは小さ目ではあるが）現像極の半値角の増大
を招来する。あるいは前記同時着磁の場合は、永久磁石
７の円周方向の磁極片１５の近傍部分も磁極片１５と同
極性に着磁され、その分、現像極の半値角の増大を招来
する。このような現像極の半値角の増大を防止するため
に、本実施形態では、前記凹状溝７ｃの側面と前記永久
磁石７周面とが交わる２箇所の稜線部の内、少なくとも
１箇所の稜線部に面取り部７ｄを具備した。前記面取り
部７ｄは凹状溝７ｃの側面に対して４５度の角度で交わ
る直線とした。前記面取り部７ｄによって永久磁石７の
円周方向の磁極片１５の近傍部分の内図の紙面左側の部
分が除去され、その分、半値角の増大を防止できる。

【００３９】このようにして得られたマグネットロール
１６に、スリーブ２と、フランジ３ａ、３ｂと、軸受け
４と、シール部材５とを所定の手順で配設することによ
り、マグネットロール１６の外周を包囲するように設け
られ、且つマグネットロール１６に対して回転可能に支
持されたスリーブ２を有する現像ロール１（すなわちこ
のマグネットロール１６を用いた現像ロール１）を得る
ことができる。

【００４０】（実施形態２）図４は本発明の実施形態２
を示す永久磁石２７とマグネットロール２１６とそれを
用いた現像ロール２１の側面図、図５は図４の後述する
溝２７ｃと磁極片１５を拡大したものである。なお、同
一部分は前述の図１、図２、図３、図９あるいは図１０
と同一の参照符号を付す。本実施形態は実施形態１の永
久磁石７において、溝の２箇所の稜線部ともに面取り部
が具備されるようにしたものである。

【００４１】永久磁石２７の側面形状は、スリーブ２の
回転中心２Ｏをセンターとした円筒に溝２７ｃを具備
し、実施形態１の面取り部７ｄ、隅肉７ｃａと同様な面
取り部２７ｄ、隅肉２７ｃａを具備するとともに、図２
の紙面右側の陵線部に面取り部２７ｅを具備する。それ
以外は永久磁石２７は実施形態１の永久磁石７と同じで
ある。シャフト６、磁極片１５およびスリーブ２は実施
形態１と同じである。組立方法、着磁方法も実施形態１
と同じである。

【００４２】そして、面取り部２７ｄと面取り部２７ｅ
とによって永久磁石２７の円周方向の磁極片１５の近傍
部分が除去された分、半値角の増大を防止できる。

【００４３】以下、実施例、比較例を示し本発明をより
具体的に説明する。

【００４４】（実施例１）実施形態１において、下記の
仕様にて永久磁石とマグネットロールとそれを用いた現
像ロールを製作した。 （１）寸法 （ア）永久磁石 直径：２３ｍｍ 長さ：３０４ｍｍ 溝幅：２．１ｍｍ 溝深さ（円筒の外周から溝底面までの寸法）：３．４ｍ
ｍ 面取り部７ｄ：図３のｈ１寸法が１．４５ｍｍとなるよ
うにした。 （イ）磁極片 側面形状：稜線部に面取り部の有る矩形側面とした。 幅：２ｍｍ 高さ（図３の紙面上下方向）：３．３ｍｍ 面取り部７ｄ：図３のｈ２寸法が０．３ｍｍとなるよう
にした。なお、４ａ以外の面取り部も４ａと同寸法とし
た。 （ウ）スリーブ 表面の直径：２５ｍｍ （２）材質 （ア）永久磁石 バインダー：ＥＥＡ １２重量％ 磁性粉：Ｓｒフェライト ８８重量％ （イ）磁極片 バインダー：ＥＶＡ １２重量％ 磁性粉：Ｓｍ―Ｆｅ―Ｎ合金 ８８重量％ （ウ）スリーブ：アルミニウム合金 （３）永久磁石の製造方法 （ア）永久磁石 押出し成形により一体の永久磁石を形成する。そして、
前記成形の金型の周囲に配設された磁場配向装置により
複数個の磁極（Ｎ１、Ｓ２、Ｎ２、Ｓ３、Ｎ３、Ｓ４、
Ｎ４）が所定位置に配向された所謂極異方性とした。 （イ）磁極片 押出し成形により一体の磁極片を形成する。そして、前
記成形の金型の周囲に配設された磁場配向装置により図
の紙面上下方向に配向された異方性とした。 （４）着磁 磁極片を予め着磁してから永久磁石７の溝に挿入した
後、着磁装置を用いて永久磁石７を着磁した（別着
磁）。

【００４５】このようにして得られたマグネットロール
のスリーブ表面において、スリーブの法線方向の磁束密
度を測定し、その値をスリーブの法線方向の外方にとっ
て示した磁気パターンＢ７の分布図を図６に示す。図よ
り、現像極の最大磁束密度は０．１１４テスラ、半値角
は１７．５度である。そして補助極の内、磁力が最も大
きいＮ１極の最大磁束密度は０．０９７テスラであるの
で、現像極による磁界のスリーブ外側表面の最大磁束密
度が、補助極による磁界のスリーブ外側表面の最大磁束
密度よりも大きく、現像極磁気パターンでの局所的高磁
束密度が得られている。

【００４６】（実施例２）実施形態２において、下記の
仕様にて永久磁石とマグネットロールとそれを用いた現
像ロールを製作した。面取り部２７ｅは図５のｈ３寸法
が２ｍｍとなるようにした。それ以外は実施形態１と同
じである。

【００４７】このようにして得られたマグネットロール
のスリーブ表面において、スリーブの法線方向の磁束密
度を測定し、その値をスリーブの法線方向の外方にとっ
て示した磁気パターンＢ２７の分布図を図７に示す。図
より、現像極の最大磁束密度は０．１１４テスラ、半値
角は１６．９度である。そして実施例１と同様に、現像
極による磁界のスリーブ外側表面の最大磁束密度が、補
助極による磁界のスリーブ外側表面の最大磁束密度より
も大きく、現像極磁気パターンでの局所的高磁束密度が
得られている。

【００４８】（比較例）実施例１の永久磁石とマグネッ
トロールとそれを用いた現像ロールにおいて、永久磁石
７の面取り部７ｄを除去して永久磁石３７としたこと以
外は実施例１と同じ仕様で、本比較例のマグネットロー
ルを製作した。

【００４９】このようにして得られたマグネットロール
のスリーブ表面において、スリーブの法線方向の磁束密
度を測定し、その値をスリーブの法線方向の外方にとっ
て示した磁気パターンＢ３７の分布図を図８に示す。図
より、現像極の最大磁束密度は０．１１５テスラ、半値
角は２１．２度である。

【００５０】実施例のマグネットロールは、現像極によ
る磁界のスリーブ外側表面の最大磁束密度が、補助極に
よる磁界のスリーブ外側表面の最大磁束密度よりも大き
く、現像極磁気パターンでの局所的高磁束密度が得られ
ている。そして実施例のマグネットロールは、比較例の
マグネットロールに対して、現像極磁気パターンの最大
磁束密度は略同じで、半値角を小さくすることができる
ので、画像品質の優れたマグネットロールおよびその製
造方法を提供することができる。実施例のマグネットロ
ールは、磁極片が折れにくく長手方向に一体に形成され
るようにすることができるので、画像品質の優れた、且
つ組立が容易で労力がかからず製造原価が廉価なマグネ
ットロールおよびその製造方法を提供することができ
る。現像極に要求される磁束密度が大きく現像極の両隣
の補助極が接近している場合、実施例のマグネットロー
ルは、磁極片を予め着磁してから永久磁石の溝に挿入す
ること（別着磁）により、画像品質の優れたマグネット
ロールおよびその製造方法を提供することができる。

【００５１】以上、本発明の実施の形態あるいは実施例
について説明したが、本発明は上記実施の形態あるいは
実施例に限定されるものではない。実施の形態あるいは
実施例に記した寸法、形状あるいは材料はこれに限定さ
れるものではなく、機能、生産性等を勘案して最適の寸
法、形状あるいは材料とすれば良い。

【００５２】また、下記のような変形も可能である。 （１）実施の形態では、永久磁石７の中空部にシャフト
６が挿入されるようにしたが、前記中空部が無くシャフ
トが永久磁石と一体に成形されたものとしても良い。こ
の場合は永久磁石７の側面形状は、スリーブ２の回転中
心２Ｏをセンターとした（円筒ではなく）円柱に凹状溝
７ｃが具備された形状となる。 （２）実施の形態では、永久磁石の複数個の磁極（補助
極）をＮ１、Ｓ２、Ｎ２、Ｓ３、Ｎ３、Ｓ４、Ｎ４の７
極としたが、この極数あるいは磁極の周方向の位置はこ
れに限定されず、要求される特性に応じて最適の極数あ
るいは磁極の周方向の位置とすることができる。 （３）実施の形態では、永久磁石７の側面を円筒状とし
たが、これに限定されず、例えば磁極部の直径が非磁極
部の直径より大きい形状としても良く、あるいは切り欠
きを具備した形状としても良い。 （４）実施の形態では、永久磁石７に着磁済みの磁極片
１５が固着された後、着磁装置を用いて永久磁石７を着
磁したが、着磁装置を用いて永久磁石７を着磁した後、
永久磁石７に着磁済みの磁極片１５を固着しても良い。 （５）実施の形態では、面取り部１５ａあるいは面取り
部７ｄは凹状溝７ｃの側面に対して４５度の角度で交わ
る直線としたが、凹状溝７ｃの側面に対して交わる角度
は４５度に限定されるものではない。また、面取り部１
５ａあるいは面取り部７ｄは直線に限定されるものでは
なく、円弧状の曲線等種々の線とすることができる。 （６）実施の形態では、溝の幅方向の中心線が永久磁石
の円筒の中心線と一致するようにしたが、溝の幅方向の
中心線が永久磁石の円筒の中心線と一致しないようにし
ても良い。 （７）実施の形態では、溝の側面（図の紙面上下方向の
面）同士は互いに平行で、底面（図の紙面左右方向の
面）は前記側面と直交させたが、溝の側面同士は互いに
平行でなくても良く、底面は側面と直交させなくても良
い。そしてこのようにした場合、磁極片の側面形状も前
記溝の側面形状に応じて変形させれば良い。 （８）実施の形態では、現像極をＳ極としたが、現像極
をＮ極とし、それにともない補助極の極性も実施の形態
と逆にしても良い。

【００５３】本発明においては、上記変形同士の組み合
わせ或いは実施の形態と変形との組み合わせは、任意に
行うことができる。

【００５４】

【発明の効果】以上に記述したように、本発明によれば
現像極磁気パターンでの局所的高磁束密度が得られると
ともに、現像極磁気パターンの半値角が小さく、画像品
質の優れた、且つ製造原価が廉価なマグネットロールお
よびその製造方法とそれを用いた現像ロールを提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１を示すマグネットロールと
それを用いた現像ロールの断面図である。

【図２】本発明の実施形態１を示すマグネットロールと
それを用いた現像ロールの側面図である。

【図３】図２の溝と磁極片を拡大した図面である。

【図４】本発明の実施形態２を示すマグネットロールと
それを用いた現像ロールの側面図である。

【図５】図４の溝と磁極片を拡大した図面である。

【図６】実施例１の磁気パターンを示す図面である。

【図７】実施例２の磁気パターンを示す図面である。

【図８】比較例の磁気パターンを示す図面である。

【図９】従来のマグネットロールとそれを用いた現像ロ
ールを示す断面図である。

【図１０】従来のマグネットロールおよびその磁気パタ
ーンの側面図である。

【符号の説明】

１，２１ 現像ロール ２ スリーブ ２Ｏ 回転中心 ３ａ，３ｂ フランジ ４ 軸受け ５ シール部材 ６ シャフト ６ａ 平面部 ７，２７ 永久磁石 ７ｃ，２７ｃ 凹状溝 ７ｃａ，２７ｃａ 隅肉 ７ｄ，１５ａ，２７ｄ，２７ｅ 面取り部 １５ 磁極片 １６，２１６ マグネットロール Ｂ７，Ｂ２７，Ｂ３７ 磁気パターン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 後藤 隆治 群馬県多野郡吉井町多比良2977番地日立金 属機工株式会社内 (72)発明者 穐吉 健策 群馬県多野郡吉井町多比良2977番地日立金 属機工株式会社内 Ｆターム(参考） 2H031 AC08 AC18 AC19 AC20

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 現像ロールに用いられるマグネットロー
   ル用の永久磁石であって、複数個の磁極を設けるととも
   に、周面上の軸方向に延びる凹状溝に磁極片が挿入され
   た永久磁石において、前記複数個の磁極の一つが前記磁
   極片の磁力により現像極を形成し、さらに前記現像極以
   外の複数個の磁極が補助極を形成し、且つ、この永久磁
   石を用いたマグネットロールを現像ロールに装着した場
   合、前記現像ロール用のスリーブ外側表面での、前記現
   像極の磁界が形成する最大磁束密度が、前記補助極の磁
   界が形成する最大磁束密度よりも大きくなるように構成
   したことを特徴とする永久磁石。
2. 【請求項２】 前記磁極片は、ボンド磁石の一体成形体
   から構成されることを特徴とする請求項１に記載の永久
   磁石。
3. 【請求項３】 前記凹状溝の側面と前記永久磁石周面と
   が交わる２箇所の稜線部の内、少なくとも１箇所の稜線
   部に面取り部を具備していることを特徴とする、請求項
   １又は２に記載の永久磁石。
4. 【請求項４】 前記磁極片の軸方向の角部のうち、少な
   くとも底面の２箇所の角部に面取り部を具備しているこ
   とを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の永久磁
   石。
5. 【請求項５】 現像ロール用のマグネットロールであっ
   て、複数個の磁極を設けるとともに、周面上の軸方向に
   延びる凹状溝に磁極片が挿入された永久磁石を有するマ
   グネットロールにおいて、前記複数個の磁極の一つが前
   記磁極片の磁力により現像極を形成し、さらに前記現像
   極以外の複数個の磁極が補助極を形成し、且つ、このマ
   グネットロールを現像ロールに装着した場合、前記現像
   ロール用のスリーブ外側表面での、前記現像極の磁界が
   形成する最大磁束密度が、前記補助極の磁界が形成する
   最大磁束密度よりも大きくなるように構成したことを特
   徴とするマグネットロール。
6. 【請求項６】 前記磁極片は、ボンド磁石の一体成形体
   から構成されることを特徴とする請求項５に記載のマグ
   ネットロール。
7. 【請求項７】 前記凹状溝の側面と前記永久磁石周面と
   が交わる２箇所の稜線部のうち、少なくとも１箇所の稜
   線部に面取り部を具備していることを特徴とする請求項
   ５または６に記載のマグネットロール。
8. 【請求項８】 前記磁極片の軸方向の角部のうち、少な
   くとも底面の２箇所の角部に面取り部を具備しているこ
   とを特徴とする、請求項５乃至７の何れかに記載のマグ
   ネットロール。
9. 【請求項９】 複数個の磁極を設けるとともに、周面上
   の軸方向に延びる凹状溝に磁極片が挿入された永久磁石
   を有するマグネットロールの製造方法において、前記磁
   極片を予め着磁してから前記凹状溝に挿入することを特
   徴とするマグネットロールの製造方法。
10. 【請求項１０】 前記磁極片は、ボンド磁石の一体成形
    体から構成されることを特徴とする請求項９に記載のマ
    グネットロールの製造方法。
11. 【請求項１１】 前記凹状溝の側面と前記マグネットロ
    ール周面とが交わる２箇所の稜線部のうち、少なくとも
    １箇所の稜線部に面取り部を具備していることを特徴と
    する請求項９又は１０に記載のマグネットロールの製造
    方法。
12. 【請求項１２】 前記磁極片の軸方向の角部のうち、少
    なくとも底面の２箇所の角部に面取り部を具備している
    ことを特徴とする請求項９乃至１１の何れかに記載のマ
    グネットロールの製造方法。
13. 【請求項１３】 請求項５乃至８の何れかに記載の前記
    マグネットロールの外周を包囲するように設けられ、且
    つ前記マグネットロールに対して回転可能に支持された
    スリーブを有することを特徴とする現像ロール。