JP2005107458A - Magnet roller - Google Patents
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本発明は、樹脂バインダに磁性粉体を混合分散した樹脂材料よりなる円柱状の本体部と、本体部の両端面に配設されたそれぞれの軸部とを具え、少なくとも一方の軸部は、本体部の端面に設けられた穴部に圧入されてなるマグネットローラに関し、特にその長手方向の磁力分布を改善したものに関する。 The present invention comprises a cylindrical main body portion made of a resin material in which magnetic powder is mixed and dispersed in a resin binder, and respective shaft portions disposed on both end faces of the main body portion, and at least one of the shaft portions is The present invention relates to a magnet roller that is press-fitted into a hole provided in an end surface of a main body, and particularly relates to an improved magnetic force distribution in the longitudinal direction.
複写機、プリンタ等の電子写真装置や静電記録装置などにおいて、感光ドラム等の潜像保持体上の静電潜像を可視化する現像方式として、回転するスリーブ内に樹脂磁石により形成されたマグネットローラを配設し、スリーブ表面に担持したトナーをマグネットローラの磁力特性により潜像保持体上に飛翔させる、ジャンピング現象によって、潜像保持体表面にトナーを供給し、静電潜像を可視化する現像方法が知られている。 A magnet formed by a resin magnet in a rotating sleeve as a developing method for visualizing an electrostatic latent image on a latent image holding body such as a photosensitive drum in an electrophotographic apparatus such as a copying machine or a printer, or an electrostatic recording apparatus. A roller is provided, and the toner carried on the surface of the sleeve is caused to fly onto the latent image holding body by the magnetic characteristics of the magnet roller, and the toner is supplied to the surface of the latent image holding body by a jumping phenomenon to visualize the electrostatic latent image. Development methods are known.
そのマグネットローラを製造するに際しては、ナイロンやポリプロピレン等の熱可塑性樹脂のバインダにフェライト等の磁性粉体を混合分散した樹脂材料を、金型のキャビティの磁場中に射出して、磁性粉体を配向させ、円柱状のマグネットローラ本体部を製造することが、広く行われている。 When manufacturing the magnet roller, a resin material in which a magnetic powder such as ferrite is mixed and dispersed in a binder of a thermoplastic resin such as nylon or polypropylene is injected into the magnetic field of the mold cavity, and the magnetic powder is injected. It is widely practiced to produce a cylindrical magnet roller main body portion by orientation.
また、軸部の形成に関しては、本体部と同時に両軸部も同時に射出成型して形成する、いわゆる、軸一体型マグネットローラとして形成する方法、両軸を一本の金属シャフトで構成しこの金属シャフトをインサートしたキャビティに前記樹脂材料を射出し、いわゆる金軸付きマグネットローラとして形成する方法、および、本体部の少なくとも一端に穴部が形成された本体部を射出成型し、この穴部に短軸を挿入して形成する方法などが知られていて、この短軸挿入による方法は、低コストにして精度の高い軸部が得られるという特長がある(例えば、特許文献1参照。)。 In addition, regarding the formation of the shaft portion, both the shaft portion and the shaft portion are formed by injection molding at the same time, a method of forming a so-called shaft-integrated magnet roller, and both the shafts are composed of a single metal shaft. The resin material is injected into a cavity into which a shaft is inserted to form a so-called magnet roller with a gold shaft, and a main body having a hole formed at least at one end of the main body is injection-molded. A method of forming by inserting a shaft is known, and this short shaft insertion method has a feature that a highly accurate shaft portion can be obtained at a low cost (see, for example, Patent Document 1).
一方、マグネットローラの磁極の軸方向磁力分布は、できるだけ均一であることが、プリンタや複写機での画像形成上好ましいが、一般的に、マグネットローラ端部の磁力は、周方向に隣接する磁極からの磁力線に加えて、軸方向端部からの磁力線も回り込んでくるため、軸方向中央部に対比して増加する傾向があり、この端部の磁力の増加を抑制することが課題であった。図1は、この問題を説明するために示す、磁極の軸方向磁力分布図である。横軸は、マグネットローラの長さ方向位置を、中心からの位置を表わしたものであり、縦軸は、マグネットローラの磁極の磁力を、この磁極から所定距離、例えば、1mmだけ半径方向外側に離れた位置における半径方向の磁束密度の大きさで表わしたものである。 On the other hand, the axial magnetic force distribution of the magnetic poles of the magnet roller is preferably as uniform as possible for image formation by a printer or a copier. Generally, the magnetic force at the end of the magnet roller is the magnetic pole adjacent to the circumferential direction. In addition to the magnetic lines of force from the magnetic field lines, the magnetic field lines from the axial direction end also tend to increase, so that there is a tendency to increase compared to the central part in the axial direction. It was. FIG. 1 is an axial magnetic force distribution diagram of the magnetic poles for explaining this problem. The horizontal axis represents the position in the length direction of the magnet roller, and the position from the center. The vertical axis represents the magnetic force of the magnetic pole of the magnet roller at a predetermined distance, for example, 1 mm, radially outward from the magnetic pole. This is expressed by the magnitude of the magnetic flux density in the radial direction at a distant position.
図1において、マグネットロールの磁力が画像に影響する磁力有効範囲を、長さ方向の中心から距離d0までとし、中心位置での磁力をFmin、たとき、位置d0における磁力をFmaxとすると、この範囲内において、磁力分布Gの長さ方向の磁力の変化(ばらつき)は(Fmax−Fmin)である。この磁力ばらつきに起因する画像への影響を抑制しようとすると、磁力分布G’のように端部磁力の増加を抑えて、位置d0における磁力をFmax’とする必要がある。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、少なくとも一方の軸部は、本体部の端面に設けられた穴部に圧入されてなる短軸挿入型のマグネットローラにおいて、
端部磁力の増加を抑制して、端部での画像への悪影響を抑えることのできるマグネットローラを提供する。
The present invention has been made in view of such problems, and in a short shaft insertion type magnet roller in which at least one shaft portion is press-fitted into a hole portion provided in an end surface of a main body portion,
Provided is a magnet roller that can suppress an increase in end magnetic force and suppress an adverse effect on an image at the end.
(1)本発明は、樹脂バインダに磁性粉体を混合分散した樹脂材料よりなる円柱状の本体部と、本体部の両端面に配設されたそれぞれの軸部とを具え、少なくとも一方の軸部は、本体部の端面に設けられた穴部に圧入されてなり、複数の磁極が周方向に沿って配置されたマグネットローラにおいて、
前記穴部の周りの本体部肉厚が、最大磁力の磁極に対応する周方向位置で最小となるよう構成されてなるマグネットローラである。
(1) The present invention comprises a cylindrical main body portion made of a resin material in which magnetic powder is mixed and dispersed in a resin binder, and respective shaft portions disposed on both end faces of the main body portion, and at least one shaft The part is press-fitted into a hole provided in the end surface of the main body, and in the magnet roller in which a plurality of magnetic poles are arranged along the circumferential direction,
The magnet roller is configured such that the thickness of the main body around the hole is minimized at a circumferential position corresponding to the magnetic pole having the maximum magnetic force.
(2)本発明は、(1)において、前記穴部の断面形状を、円の一部を一カ所だけ切り欠いたD字形状とし、円の中心を本体部中心軸に合致させるとともに、Dカット面を、最大磁力の磁極に対応する周方向位置から離隔させて配置してなるマグネットローラである。 (2) In the present invention, in (1), the cross-sectional shape of the hole is a D-shape in which a part of the circle is cut out at only one place, and the center of the circle is matched with the central axis of the main body. This is a magnet roller in which the cut surface is spaced apart from the circumferential position corresponding to the magnetic pole having the maximum magnetic force.
(3)本発明は、(1)において、前記穴部の周りの本体部肉厚を、磁力の大きい磁極に対応する周方向位置では小さく、磁力の小さな磁極の周方向位置では大きくしてなるマグネットローラである。 (3) In the present invention, in (1), the thickness of the main body around the hole is small at a circumferential position corresponding to a magnetic pole having a large magnetic force, and is increased at a circumferential position of a magnetic pole having a small magnetic force. It is a magnet roller.
所定の周方向位置において端部磁力の増加を抑えようとするとき、この周方向位置における、マグネットローラ端部の外径を小さくすれば、マグネットローラ表面と磁力測定位置との距離が広くなり、磁力増加を抑えることができることは知られているが、このほかにも、この周方向位置における、本体部端面に彫り込みを入れることにより端部からの回り込んでくる磁力線を低減することができ、その際、磁極の磁力が強ければ回り込んでくる磁力線も多いため磁力の強い磁極ほどこの方法による低減効果が大きく、また、彫り込みを設ける位置がマグネットローラ表面に近いほど、すなわち、彫り込みの外輪郭からマグネットローラ表面までの本体部肉厚が薄くなればなるほどその低減効果は大きいことが分かった。 When trying to suppress an increase in end magnetic force at a predetermined circumferential position, reducing the outer diameter of the magnet roller end at this circumferential position increases the distance between the magnet roller surface and the magnetic force measurement position, It is known that the increase in magnetic force can be suppressed, but besides this, the magnetic field lines coming from the end can be reduced by engraving the end face of the main body at this circumferential position, At that time, if the magnetic force of the magnetic pole is strong, more magnetic lines of magnetic force will come in, so the stronger the magnetic force, the greater the reduction effect by this method. It turned out that the reduction effect is so large that the main-body part thickness from the magnet roller surface becomes thin.
本発明のマグネットローラによれば、前記穴部の周りの本体部肉厚を、最大磁力の磁極に対応する周方向位置で最小としたので、端部磁力の増加のもっとも大きい、最大磁力の磁極において、端部からの磁力線の回り込みを抑えて、端部磁力の増加を抑制することができる。 According to the magnet roller of the present invention, the thickness of the main body around the hole is minimized at the circumferential position corresponding to the magnetic pole having the maximum magnetic force. In this case, it is possible to suppress an increase in the end portion magnetic force by suppressing the wraparound of the magnetic lines of force from the end portion.
さらに、前記穴部の断面形状を円の一部を一カ所だけ切り欠いたD字形状とした場合には、切り欠かれた平面部であるDカット面を最大磁力の磁極に対応する周方向位置から離隔させて配置することにより、この穴部に挿入された短軸の相対回転を防止できることに加えて、最大磁力の磁極において、Dカット面に対応する厚肉部からの磁力線の回り込みを抑えて、端部磁力の増加を抑制することができる。 Further, when the cross-sectional shape of the hole is a D-shape in which a part of the circle is cut out at only one place, the D-cut surface that is a cut-out flat portion corresponds to the magnetic pole having the maximum magnetic force. In addition to preventing relative rotation of the short shaft inserted into the hole by arranging it apart from the position, in the magnetic pole having the maximum magnetic force, the magnetic lines of force from the thick part corresponding to the D-cut surface are circulated. It is possible to suppress the increase in end magnetic force.
また、前記穴部の周りの本体部肉厚を、磁力の大きい磁極に対応する周方向位置では小さく、磁力の小さな磁極の周方向位置では大きくすることにより、端部磁力の増加が大きい磁極ではこれを大きく抑制するとともに、端部磁力の増加が小さい磁極では少しだけ抑制して、全部の磁極における端部での磁力の増減をバランスよく抑えることができる。 In addition, by increasing the thickness of the main body around the hole at the circumferential position corresponding to the magnetic pole having a large magnetic force and increasing the thickness at the circumferential position of the magnetic pole having a small magnetic force, While greatly suppressing this, it is possible to suppress the increase / decrease in the magnetic force at the ends of all the magnetic poles in a well-balanced manner by suppressing the increase in the magnetic force at the end portions only slightly.
本発明の実施形態について、図2〜図3に基づいて説明する。図2は、本実施形態のマグネットローラを一方の軸部を組み立てる前の状態で示す斜視図である。マグネットローラ1は樹脂バインダに磁性粉体を混合分散した樹脂材料よりなる円柱状の本体部2と、本体部2の両端面2a、2bに配設されたそれぞれの軸部3、4とを具え、少なくとも一方の軸部3は、本体部2の端面2aに設けられた穴部5に圧入されてなる。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a perspective view showing the magnet roller of this embodiment in a state before assembling one shaft portion. The
穴部5の断面形状は、円の一部を切り欠いたD字形状とし、円の中心を本体部中心軸に合致させるとともに、Dカット面5aを設け、Dカット面5aを、軸部3を穴部5に挿入したあとの、これら相互の相対回転を防止する周り止め手段として機能させる。
The cross-sectional shape of the
図3は、マグネットローラ1の周方向の磁力分布をD字形状の穴部に対応させて花びら図法によって示す磁力分布図である。このマグネットローラ1は、4個の磁極、N1、S1、N2、S2を有し、このうち、N1が最大磁力の磁極であり、すなわち、このことは、N1のピーク磁力N1maxは、他の磁極のピーク磁力のいずれよりも大きいことを意味している。そして、このとき、穴部5の周りの本体部肉厚tは、磁極N1に対応する周方向位置で最小となるよう構成される。実際には、図3に示す例は、Dカット面5aの真反対に磁極N1が配置されていて、Dカット面5aに対応する周方向部分を除いては、穴部5の周りの本体部肉厚tはすべて同じあるが、いずれにしても、磁極N1に対応する周方向位置での肉厚tは最小である。
FIG. 3 is a magnetic force distribution diagram showing the distribution of magnetic force in the circumferential direction of the
図4は、図3に示した磁力分布と同じ磁力分布をもち、端部の穴部の形状を図3のものと異ならせた他の実施形態のマグネットローラの穴部の形状を示す側面図であり、磁力分布も合わせて示した。マグネットローラ11の穴部15の断面形状は、円を3カ所切り欠いた形状をなし、もっとも磁力の高い磁極N1に対応する周方向位置においては、切り欠きはなく円弧15aが穴部の外周面を構成し、穴部15の周りの肉厚t1はここでは最小である。
FIG. 4 is a side view showing the shape of the hole of the magnet roller of another embodiment having the same magnetic force distribution as that shown in FIG. 3 and having the shape of the hole at the end different from that of FIG. The magnetic force distribution is also shown. The cross-sectional shape of the
S1極、S2極は、互いにほぼ同じ磁力を有する磁極であり、N1極よりは低いが、N2極よりは高い。穴部15の、これらの磁極に対応する周方向位置は切り欠かれてカット面15b、15cが形成され、ここでの前記肉厚t2、t3は、t1より大きい。N2極はいずれの極よりも磁力が低く、穴部15の、N2極に対応する周方向位置には深く切り欠かれてカット面15dが形成され、ここでの肉厚t4はt1〜t3のいずれよりも大きい。このように磁極の磁力の大小に応じて肉厚に大小を付けることにより、すべての極において、軸方向中央部との磁力の増減がほとんどないマグネットローラ11を構成することができる。
The S1 pole and the S2 pole are magnetic poles having substantially the same magnetic force, and are lower than the N1 pole but higher than the N2 pole. The circumferential positions of the
図3に示す周方向磁力分布と、この磁力分布における最大磁力の磁極の真反対側にDカット面5aを有するD字形状の穴部5とを具えたマグネットローラ1を実施例として、同じ磁力分布を有し同じ外形状の軸一体型マグネットローラ、すなわち軸部も本体部と同じ材料で一体的に射出成型されてなるマグネットローラを比較例1、実施例と同じ磁力分布とD字形状の穴部5とを有するが、最大磁力の磁極N1の周方向位置を穴部5のDカット面5aの位置に合致させて形成されたマグネットローラを比較例2として、実施例、比較例1、および、比較例2における、最大磁力の磁極N1と、磁極N1とほぼ対角に位置する磁極N2とについて、端部磁力の、中央部磁力に対する増加量を比較した。磁極N1に対応する比較結果を表1に、磁極N2に対応する比較結果を表2に、それぞれ示す。
As an example, the
なお、表1中の、Fmax、Fminは、図1における磁力有効範囲d0での磁力、および、長さ方向中心における磁力を、それぞれ示す。また、実施例、比較例1、比較例2において、マグネットローラの外径は16mm、軸半径r1は4mm、Dカット面5aの回転中心からの距離d1は2mmであり、これらの寸法は、比較例1の軸一体型マグネットローラの場合についても同様である。また、実施例、比較例2における穴部5の深さは5mmである。
In Table 1, Fmax and Fmin respectively indicate the magnetic force in the effective magnetic field range d 0 in FIG. 1 and the magnetic force at the center in the length direction. In Examples, Comparative Example 1 and Comparative Example 2, the outer diameter of the magnet roller is 16 mm, the shaft radius r 1 is 4 mm, and the distance d 1 from the rotation center of the D-
表1、表2から明らかなように、単に穴部を設けるだけでは、比較例1に対する比較例2のように、端部磁力の増加を抑制する効果は小さいが、最大磁力の磁極を、Dカット面から離れたDカット面の反対側に配置することにより増加率を大きく抑えることができ、その効果は、特に強い磁極で顕著である。 As is clear from Tables 1 and 2, the effect of suppressing the increase in the end magnetic force is small just by providing a hole as in Comparative Example 2 with respect to Comparative Example 1, but the magnetic pole with the maximum magnetic force is D The increase rate can be largely suppressed by disposing it on the opposite side of the D-cut surface away from the cut surface, and the effect is particularly remarkable with a strong magnetic pole.
本発明のマグネットローラによれば、前記穴部の周りの本体部肉厚を、最大磁力の磁極に対応する周方向位置で最小としたので、もっとも端部磁力の増加のもっとも大きい、最大磁力の磁極において、端部からの磁力線の回り込みを抑えて、端部磁力の増加を抑制することができる。 According to the magnet roller of the present invention, the thickness of the main body around the hole is minimized at the circumferential position corresponding to the magnetic pole having the maximum magnetic force. In the magnetic pole, an increase in the end magnetic force can be suppressed by suppressing the wraparound of the magnetic lines of force from the end.
1 マグネットローラ
2 本体部
2a、2b 本体部の端面
3 軸
4 軸
5 穴部
5a Dカット面
11 マグネットローラ
5 穴部
5a 円弧
5b〜5d カット面
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記穴部の周りの本体部肉厚が、最大磁力の磁極に対応する周方向位置で最小となるよう構成されてなるマグネットローラ。 A cylindrical main body portion made of a resin material in which magnetic powder is mixed and dispersed in a resin binder, and respective shaft portions disposed on both end surfaces of the main body portion. At least one of the shaft portions is an end surface of the main body portion. In a magnet roller that is press-fitted into a hole provided in a plurality of magnetic poles arranged along the circumferential direction,
A magnet roller configured such that the thickness of the main body around the hole is minimized at a circumferential position corresponding to the magnetic pole having the maximum magnetic force.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003344500A JP2005107458A (en) | 2003-10-02 | 2003-10-02 | Magnet roller |
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JP2003344500A JP2005107458A (en) | 2003-10-02 | 2003-10-02 | Magnet roller |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012053086A (en) * | 2010-08-31 | 2012-03-15 | Ricoh Co Ltd | Development device, process cartridge and image forming apparatus |
JP2019003080A (en) * | 2017-06-16 | 2019-01-10 | キヤノン株式会社 | Image formation method |
-
2003
- 2003-10-02 JP JP2003344500A patent/JP2005107458A/en active Pending
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