JPH0580657A - マグネツトロール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 軸方向の略全域に亘って均一な表面磁束密度
を有するマグネットロールを提供する。 【構成】 外周面に軸方向に延びる複数個の磁極を設け
てなる永久磁石部材と、非磁性材料により中空円筒状に
形成したスリーブとを、これらの両端部に設けたフラン
ジを介して相対回転自在に構成してなるマグネットロー
ルにおいて、永久磁石部材を磁性粒子と結合材料とを主
成分とする混合物によって形成すると共に、この混合物
を磁場中押出成形手段により混合物中の磁性粒子の磁化
容易軸が印加磁場方向に磁気的に配向するように成形
し、かつ永久磁石部材の両端部近傍の配向度を中間部の
配向度より大に形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真や静電記録等に
おいて現像ロール用として使用されるマグネットロール
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来電子写真や静電記録等において現像
ロール用として使用するマグネットロールは、図５に示
すような構造のものが多い。図５において、１は永久磁
石部材であり、例えばハードフェライトのような焼結粉
末磁石材料により円筒状に一体成形し、若しくは強磁性
材料からなる微粒子とバインダーとの混合物により円筒
状に一体成形し、中心部に軸２を同軸的に固着する。

【０００３】永久磁石部材１の外周面には軸方向に延び
る複数個の磁極（図示せず）を設ける。次に軸２の両端
部にはフランジ３、４を軸受５、５を介して回転自在に
装着し、フランジ３、４には中空円筒状に形成したスリ
ーブ６を嵌着する。なおフランジ３、４およびスリーブ
６は、例えばアルミニウム合金若しくはステンレス鋼等
を非磁性材料によって形成する。７はシール部材であ
り、フランジ３と軸２との間に嵌着する。なお永久磁石
部材１の直径は１５〜６０mm、長さは２００〜３５０mm
とする場合が多い。上記の構成により、永久磁石部材１
とスリーブ６との間の相対回転（例えば永久磁石部材１
を固定し、フランジ４を回転させる）によって、スリー
ブ６の外周面に磁性現像剤を吸着して磁気ブラシを形成
し、所定の現像作業を行うのである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記マグネットロール
を構成する永久磁石部材１を成形する手段として、磁性
粒子と結合材料とを主成分とする混合物を、磁場中押出
成形する手段が使用されており、寸法精度が高く、複雑
な形状のものができ、生産時のエネルギー消費が少ない
等の長所を持っている（例えば特公昭60−35806 号、特
開昭63−182803号公報参照）。しかしながら従来の磁場
中押出成形手段によって成形した永久磁石部材を使用し
たマグネットロールにおいては、両端部において表面磁
束密度が低下し、磁気ブラシの高さが小になることか
ら、画質を低下させるという欠点があった。

【０００５】すなわち磁場中押出成形手段によって成形
される素材は長尺のものであり、その全長に亘って同一
の配向度に形成されるのが通常である。そして永久磁石
部材１とする場合には、上記素材を所定の長さに切断し
て使用する。従って永久磁石部材１の両端部においては
磁束が端面側にも漏洩する結果、スリーブ６上に有効に
作用する表面磁束密度が低下することとなるのである。

【０００６】上記問題点を解決するために、永久磁石部
材１の軸方向長さ寸法を所要現像幅寸法より大に形成す
ることも考えられるが、このような手段によるときに
は、マグネットロールの長さ寸法も必然的に大となるの
みならず、現像装置全体も大型化するという問題点があ
る。特に近年のこの種の分野においては、小型化、軽量
化に対する要求が益々厳しくなってきていることから、
上記のような手段に代わる新たな改良が強く望まれてい
る。

【０００７】本発明は上記従来技術に存在する問題点を
解決し、軸方向の略全域に亘って均一な表面磁束密度を
有するマグネットロールを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明においては、外周面に軸方向に延びる複数個
の磁極を設けてなる永久磁石部材と、非磁性材料により
中空円筒状に形成したスリーブとを、これらの両端部に
設けたフランジを介して相対回転自在に構成してなるマ
グネットロールにおいて、永久磁石部材を磁性粒子と結
合材料とを主成分とする混合物によって形成すると共
に、この混合物を磁場中押出成形手段により混合物中の
磁性粒子の磁化容易軸が印加磁場方向に磁気的に配向す
るように成形し、かつ永久磁石部材の両端部近傍の配向
度を中間部の配向度より大に形成する、という技術的手
段を採用した。

【０００９】本発明において使用される磁性粒子を構成
する材料としては、バリウムフェライトおよび／または
ストロンチウムフェライト、またはＲ−Ｃｏ系若しくは
Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系のような希土類系の強磁性材料を使用す
ることができ、磁気特性、成形性、生産性の点から、平
均粒径を 0.5〜３μｍとすることが好ましい。また結合
材料との濡れ性を改善するために、有機ケイ素化合物
（シランカップリング剤）、有機チタネート化合物（チ
タンカップリング剤）等の有機化合物で被覆してもよ
い。

【００１０】次に永久磁石部材を形成するためには、上
記磁性粒子と結合材料とを混合させる必要があり、この
場合所定の磁気特性を確保するために、磁性粒子の含有
量を８０重量％以上とするのが好ましい。しかし磁性粒
子の含有量が９５重量％を超えると、結合材料の量が不
足して強度が低下すると共に、永久磁石部材の成形が困
難となるので好ましくない。

【００１１】なお結合材料としては、ポリアミド樹脂
（ナイロン）、ポリエチレン、エチレン−エチルアクリ
レート共重合体、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリア
セタール（デルリン）、ポリ塩化ビニール、ＡＢＳ樹
脂、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂を使用することが
できる。

【００１２】次に永久磁石部材用の素材は、押出成形に
より長尺状に連続して形成されるが、この押出成形にお
いては、永久磁石部材の端部相当部分の配向度を上げて
成形する。すなわち磁界配向コイルの電流値を増大させ
て、配向磁界の強さを大にする。この場合の電流制御
は、例えばプログラムコントロール等の公知の手段で行
うことができる。なお長尺状の素材は成形後所定の長さ
に切断されるが、押出成形と連動して配向度を大にした
部位にマーキングを施すか、カッター等による切断を連
動して実施することが有効である。

【００１３】

【作用】上記の構成により、永久磁石部材の両端部近傍
における配向度が大になるため、着磁後の磁力も当然に
大となり、漏洩磁束によるスリーブの表面磁束密度の低
下を補完することができ、マグネットロール全長に亘っ
て均一な表面磁束密度を確保し得るのである。

【００１４】

【実施例】図１は本発明の実施例における磁場中押出成
形装置の例を示す要部縦断面図である。図１において１
１は押出シリンダであり、適宜の加熱手段（図示せず）
を介装させると共に、スクリュー１２を同軸的に内蔵さ
せてある。次に１３はダイ、１４はマンドレルであり、
リング状の成形用空間１６を有する押出成形用金型１５
を形成し、押出シリンダ１１の吐出口に一体に固着す
る。１７はヨークであり、磁界配向コイル１８を介装さ
せて、成形用空間１６内に配向磁界を形成する。なお磁
界配向コイル１８は電流制御手段を介して直流電源（何
れも図示せず）と電気的に接続する。

【００１５】次にストロンチウムフェライトからなる磁
性粒子９０重量部とエチレン−エチルアクリレート共重
合体１０重量部とを２００〜３００℃で加熱混練した
後、例えば２軸混練型押出成形機のホッパーに投入し、
混練スクリューにより混練圧縮し、シュレッダを経て切
断した混合材料を真空室において脱気する。この混合材
料を図１に示す押出シリンダ１１およびスクリュー１２
により、２００〜３００℃の温度で押出成形用金型１５
から押出して、中空円筒状かつ長尺の素材１９を得るの
である。得られた素材１９は冷却後所定の長さに切断さ
れ、着磁後図５に示す永久磁石部材１に形成される。

【００１６】上記押出成形時においては、永久磁石部材
１の端部相当部分の配向度を他の部分の配向度より大に
する必要がある。このため素材１９の当該部分がヨーク
１７を通過する際に、磁界配向コイル１８に通電する電
流を増大させて配向磁界の強さを大にする。図２は押出
経過時刻と配向磁界との関係を示す図である。図２にお
いてＴは長さ相当時間であり、図１に示す素材１９が図
５に示す永久磁石部材１を形成する場合の軸方向長さに
相当する時間である。そして押出経過時刻ｔ₁ 〜ｔ
₂ 間、ｔ₃ 〜ｔ₄ 間、ｔ₅ 〜ｔ₆ 間・・・は、配向磁界
の強さを例えば１５kＯe とし、ｔ₂ 〜ｔ₃ 間、ｔ₄ 〜
ｔ₅ 間・・・は、配向磁界の強さを例えば１０ kＯe と
なるように制御しながら押出成形を行うのである。

【００１７】図３は配向磁界と配向度との関係を示す図
である。図３から明らかなように、配向磁界の強さを増
大させるに伴って配向度が向上する。すなわち配向磁界
の強さが１０ kＯe の場合に配向度が６０％であるのに
対して、配向磁界の強さを１５ kＯe とすると配向度は
７５％に向上する。なお配向磁界の強さを増大させるに
は、前記図１に示す配向磁界コイル１８に通電する電流
の強さを大にすればよい。そして配向度が大になれば、
着磁後の磁束密度も当然に大になる。従って図２に示す
押出経過時刻ｔ₁ 〜ｔ₂ 間、ｔ₃ 〜ｔ₄ 間、ｔ₅ 〜ｔ₆
間・・・、すなわち長さ相当時間Ｔの両端部、更に換言
すれば図５に示す永久磁石部材１に形成した場合の両端
部近傍の配向度を大にすることができ、結果として着磁
後の当該部分の磁束密度を大にすることができるのであ
る。

【００１８】図４は軸方向位置と表面磁束密度との関係
を示す図であり、図５に示すマグネットロールのスリー
ブ６上で測定した結果を示す。図４において、曲線ａは
本実施例におけるもの、曲線ｂは従来のものを各々示
し、Ｌは永久磁石部材１（図５参照）の長さを表してい
る。図４から明らかなように、曲線ｂにて示される従来
のものにおいては、永久磁石部材１の両端部近傍におい
て表面磁束密度の低下が認められる。これに対して曲線
ａにて示される本実施例のものにおいては、上記のよう
な表面磁束密度の低下は全く認められず、長さＬ、すな
わち現像幅全域に亘って表面磁束密度が高く、かつ均一
に分布している。これは前述のように図５に示す永久磁
石部材１の両端部近傍の配向度を中間部より大に形成し
た結果、着磁後における磁束密度が大となり、漏洩磁束
によるスリーブ６上の表面磁束密度の低下を補完する効
果の現れであると認め得る。

【００１９】本実施例においては永久磁石部材の横断面
形状が円形である場合について記述したが、円形以外の
他の幾何学的形状としてもよい。

【００２０】

【発明の効果】本発明は以上記述するような構成および
作用であるから、現像幅と対応する領域全体に亘って表
面磁束密度を均一に形成することができ、高品質の画像
を現像することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における磁場中押出成形装置の
例を示す要部縦断面図である。

【図２】押出経過時刻と配向磁界との関係を示す図であ
る。

【図３】配向磁界と配向度との関係を示す図である。

【図４】軸方向位置と表面磁束密度との関係を示す図で
ある。

【図５】本発明の対象であるマグネットロールの例を示
す一部省略縦断面図である。

【符号の説明】

１ 永久磁石部材 ６ スリーブ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周面に軸方向に延びる複数個の磁極を
   設けてなる永久磁石部材と、非磁性材料により中空円筒
   状に形成したスリーブとを、これらの両端部に設けたフ
   ランジを介して相対回転自在に構成してなるマグネット
   ロールにおいて、 永久磁石部材を磁性粒子と結合材料とを主成分とする混
   合物によって形成すると共に、この混合物を磁場中押出
   成形手段により混合物中の磁性粒子の磁化容易軸が印加
   磁場方向に磁気的に配向するように成形し、かつ永久磁
   石部材の両端部近傍の配向度を中間部の配向度より大に
   形成したことを特徴とするマグネットロール。