JPH11242391A - マグネットロール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 局部的に高い磁束密度を実現しつつも機械加
工を施すことなく複雑な磁気パターンが形成でき、さら
に軸方向に沿った磁束密度の均一性も充分満足できるマ
グネットロールを提供せんとする。 【解決手段】 軸部３と主磁極部４とを硬質の樹脂磁石
材料で一体成形したことを特徴としている。

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
トロールに関する。

【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、現像ロールやクリ
ーニングロールとして永久磁石材料を使用したマグネッ
トロールが用いられている。該マグネットロールとして
はアルニコ磁石やフェライト磁石等の金属磁石や焼結磁
石を鉄製、ステンレス製、アルミ製等のシャフトに貼り
あわせたものが従来よく用いられていたが、近年では現
像装置の軽量小型化、部品点数の削減、製作コスト削減
等の要請により合成樹脂バインダーに磁性粉を配合した
樹脂磁石材料を用いたものが主流となっている。樹脂磁
石材料製マグネットロールの代表的なものとしては、図
４に示す如く軟質の樹脂磁石材料を円筒状に押出成形し
たロール部１２に金属シャフト１３ａを挿通したもの
と、図５に示す如く硬質の樹脂樹脂磁石材料によりロー
ル部１２と軸部１３とを一体に射出成形したものがあ
る。ここでいう軟質、硬質という概念は、得られた成形
品の常温下における表面硬度を基準にした概念であり、
ビッカース硬度５０未満のものを軟質、ビッカース硬度
５０以上のものを硬質とする。成形品の表面硬度は樹脂
磁石材料中のバインダー樹脂の種類、バインダー樹脂の
配合量に依存することは勿論のこと、軟化剤や可塑剤の
配合量によっても左右される。

【０００３】これらマグネットロール１１のロール部１
２には複数の磁極部が形成されている。例えば前記現像
ロールにおいては、それぞれの磁極部によりロール部外
周面には攪拌極、現像極、規制極、搬送極、回収極等の
各種磁極が形成されており、これら各磁極がその磁気的
作用力により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。一般にこれらマグネットロールに求められる重
要な特性としては、局所的に高い磁束密度が実現可能
なこと、目的に応じて複雑な磁気パターン（非対称形
状）を形成し得ること、軸方向に沿った磁束密度が均
一であること等が挙げられるが、特に現像極については
磁束密度及び磁気パターンが現像品質に大きく影響し、
また感光体に現像剤を確実に受け渡すために高い磁束密
度が要求されることから、前記、、は極めて重要
である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これら従来の
マグネットロールにおいては前述の特性を追求するに際
して以下に示すような限界若しくは問題が生じていた。

【０００５】まず、図４に示す如き軟質の樹脂磁石材料
からなるマグネットロールでは、ロール部１２の剛性を
維持する金属シャフト１３ａが不可欠であるため該金属
シャフト１３ａの分だけ前記ロール部１２に形成される
磁極部の容量に制限が生じる。また、軟質の樹脂磁石材
料は、その成形方法として押出成形法が適しており、着
磁装置を内臓したダイスを変更するだけで多様な磁気パ
ターン１６、１６ａを実現できる利点はあるものの、押
出しながら配向着磁するため着磁時間を十分確保できな
いという問題がある。さらに樹脂粘度が高いため配向着
磁が効果的に為しにくく、高磁力を追求できないという
問題をかかえている。本発明者が確認したところでは、
例えば直径１４ｍｍの軟質の樹脂磁石材料からなるマグ
ネットロールにおいて該マグネットロールを相対回転可
能に外装する外径１６ｍｍのスリーブ表面上で測定され
る磁束密度は８００Ｇ程度しか得られなかった。

【０００６】このように軟質の樹脂磁石材料を用いたマ
グネットロールには一長一短があるが、硬質の樹脂磁石
材料を用いたものにおいてもやはり一長一短がある。硬
質の樹脂磁石材料からなるマグネットロールは樹脂の剛
性が高くシャフトが不要であるため、軸部を含む全体を
樹脂磁石材料で一体成形することによって磁極部の容量
を増大し、主磁極等の磁束密度を９００〜９５０Ｇ程度
に高めることができる利点がある反面、問題点もある。
例えば、硬質であるため硬化後の成形物はシャフトレス
でもその真直性を得られるが、冷却硬化過程で発生する
樹脂材料の収縮差に起因する反りが懸念されるため複雑
な磁気パターンを得るには、均質な円柱体を成形した後
にこの円柱状のロール部を所定の形状に切削加工するし
かなく、製造コストの上昇が避けられなかった。

【０００７】本発明はかかる現況に鑑みなされたもの
で、局部的に高い磁束密度を実現しつつも機械加工を施
すことなく複雑な磁気パターンが形成でき、さらに軸方
向に沿った磁束密度の均一性も充分満足できるマグネッ
トロール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、硬質の樹脂磁
石材料で軸部と主磁極部を一体成形し、且つ前記主磁極
部以外のロール部を軟質の樹脂磁石材料から構成するこ
とによって前記主磁極部に高磁束密度が実現できるとと
もにマグネットロールを撓みなく支えることができ、加
えて複雑な磁気パターンも容易に形成できることに着目
し、本発明を完成するに至った。ここで主磁極とは、ロ
ール部外周面に形成される複数の磁極部のうち最も高い
磁束密度を必要とする磁極部を指し、一般的には現像極
を指している。

【０００９】すなわち本発明は、複数の磁極部からなる
ロール部と、該ロール部を全長にわたって支持する軸部
とから構成されるマグネットロールであって、軸部と主
磁極部とを硬質の樹脂磁石材料で一体成形したことを特
徴としている。このようなマグネットロールにあって
は、主磁極部のマグネット容量が軸部の分だけ増加する
ので高磁束密度が実現できる。また、該軸部は硬質の樹
脂磁石からなるのでマグネットロールを撓み無く支える
ことができ、軸方向に沿って磁束密度を均一に維持する
とともに従来必要であった金属シャフトが不要となる。

【００１０】また、前記主磁極部以外の磁極部を軟質の
樹脂磁石材料で断面略Ｃの字形状に形成することが好ま
しい。軟質の樹脂磁石材料は押出成形に使用するダイス
の形状を変更するだけで容易に複雑な形状に成形できる
ので、要求される複雑な磁気パターンを有する磁極部の
形成は容易である。

【００１１】ここで前記硬質の樹脂磁石材料とは成形品
がビッカース硬度５０以上となる材料をいい、一方前記
軟質の樹脂磁石材料とは成形品がビッカース硬度５０未
満となる材料をいう。ビッカース硬度５０未満となる
と、軸（シャフト）としての撓み強度が不足する為、硬
質の樹脂磁石材料として用いることができない。尚、ビ
ッカース硬度とはＪＩＳ Ｚ ２２４４に定義されてい
る硬度であり、ＪＩＳ Ｚ ２２４４に準拠した測定方
法により測定する。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に添付図面に示した実施形態に
基づき更に本発明の詳細を説明する。図１、図２は本発
明のマグネットロールの代表的実施形態を示し、図中１
はマグネットロールである。２はロール部、３は軸部、
４は主磁極部、７はスリーブであり、６及び６ａは磁気
パターンをそれぞれ示している。

【００１３】マグネットロール１はロール部２と軸部３
とからなり、該ロール部２は複数の磁極部から構成され
ている。本発明は前記複数の磁極部のうち最も高磁束密
度を必要とする磁極部を主磁極部と定義して前記軸部３
と該主磁極部４とを硬質の樹脂磁石材料で一体成形する
ものであり、他のロール部２ａ（他の磁極部）は軟質の
樹脂磁石材料で断面視略Ｃの字形状に形成している。各
磁極部はロール部外周面上に複数の磁極を形成し、該磁
極が有する様々な磁気パターン６及び６ａにより、マグ
ネットロール１を相対回転可能に外装するスリーブ７の
表面を搬送面として現像剤を感光体に安定供給する。

【００１４】軸部３と主磁極部４は射出成形若しくは押
出成形により一体成形され、該一体成形と同時に配向着
磁、若しくは成形後に着磁される。また、前記配向は一
方向配向とすることが容易であるが、図３に矢印で示す
如く極異方的な配向とすることで更に高い磁束密度を有
するマグネットロールが得られる。本発明者が確認した
ところによれば、例えば直径１４ｍｍのマグネットロー
ルにおいて外径１６ｍｍのスリーブ表面上で測定される
主磁極の磁束密度は、一方向配向の場合８５０Ｇである
のに対し、極異方的な配向とした場合には９００Ｇを達
成できた。

【００１５】前記一体成形に用いる硬質の樹脂磁石材料
としては、ナイロン、ポリスチレン、ＰＰＳ（ポリフェ
ニレンサルファイド）等のバインダーにフェライト等の
磁性粉末を混合したものが好ましく、この中でも特にナ
イロンにフェライト系若しくは希土類系の磁性粉を混合
したものが好ましい。

【００１６】前記軟質の樹脂磁石材料からなる断面視略
Ｃの字形状のロール部２ａには一部に切欠き５が設けら
れ、非対称的な磁気パターン６ａを形成している。該切
欠き５は押出成形に用いるダイスを変更するだけで容易
に形成できる。また、図示しないが、要求される複雑な
磁気パターンを実現できるように該ダイスをより複雑な
形状に変更することも容易である。このようなロール部
２ａは接着剤やシュリンクチューブ等を用いて前記一体
成形した軸部３と主磁極部４に接合される。

【００１７】前記軟質の樹脂磁石材料としては、ポリ塩
化ビニル系樹脂、ＣＰＥ（塩素化ポリエチレン）、ＥＶ
Ａ（エチレン酢酸ビニル共重合体）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等
の磁性粉末を混合したものが好ましく、この中でも特に
前記バインダーとしてポリ塩化ビニル系樹脂を用いるも
のが好ましい。

【００１８】

【発明の効果】以上にしてなる本発明のマグネットロー
ルによれば、主磁極部のマグネット容量が軸部の分だけ
増加するので高磁束密度が実現できる。また、該軸部は
硬質の樹脂磁石からなるためマグネットロールを撓み無
く支えることができ、軸方向に沿って磁束密度を均一に
維持するとともに従来必要であった金属シャフトが不要
となる。

【００１９】また、前記主磁極部以外の磁極部を軟質の
樹脂磁石材料で断面視略Ｃの字形状に形成することで、
ロール部を複雑な形状に成形することが容易になり、要
求される複雑な磁気パターンを有する磁極部が形成でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のマグネットロールを示す説明斜視図。

【図２】同じく説明断面図。

【図３】本発明のマグネットロールにおいて硬質の樹脂
磁石材料で一体成形した主磁極部と軸部を極異方的に配
向着磁した場合を示す説明断面図。

【図４】軟質の樹脂磁石材料からなるロール部に金属シ
ャフトを挿通した従来のマグネットロールを示す説明断
面図。

【図５】硬質の樹脂磁石材料により軸部とロール部を一
体に成形した従来のマグネットロールを示す説明断面
図。

【符号の説明】

１、１１ マグネットロール ２、２ａ、１２ ロール部 ３、１３、１３ａ 軸部 ４ 主磁極部 ５、１５ 切欠き ６、６ａ、１６、１６ａ 磁気パターン ７、１７ スリーブ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の磁極部からなるロール部と、該ロ
   ール部を全長にわたって支持する軸部とから構成される
   マグネットロールであって、軸部と主磁極部とを硬質の
   樹脂磁石材料で一体成形したことを特徴とするマグネッ
   トロール。
2. 【請求項２】 軸部と主磁極部とを硬質の樹脂磁石材料
   で一体成形するとともに、他の磁極部を軟質の樹脂磁石
   材料で断面視略Ｃの字形状に形成したことを特徴とする
   請求項１記載のマグネットロール。
3. 【請求項３】 成形品がビッカース硬度５０以上となる
   材料を硬質の樹脂磁石材料として用い、成形品がビッカ
   ース硬度５０未満となる材料を軟質の樹脂磁石材料とし
   て用いた請求項２記載のマグネットロール。