JPS60929B2 - 磁気回路装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、樹脂マグネットを用いた磁気回路装置に関す
るものである。

従来例の構成とその問題点 樹脂マグネットを用いた磁気回路装置として静電写真現
像機器がある。

静電写真現像機器は、第１図に示すように円周方向に反
対の極性が順次着磁された磁石棒１とこの磁石榛１と一
体の回転軸ｌａ、磁石の周面との間に適当な間隙を存し
て共軸的に支持された包囲筒２であってこの包囲筒２は
例えばアルミニウム「合成樹脂、１８−８鋼のような非
磁性材料又は弱い磁性材料より構成され、容器３、トナ
ー４、印画紙５より構成されている。

これらの構成要素のうち磁石棒１、回転軸Ｉａ、包囲筒
２の詳細を第２図に示す。

第２図において６はマグネット、７はシヤフト、８はス
リーブ、９，１０はフランジ、１１，１２はベアリング
である。まず、樹脂マグネットを使った上述した従釆の
マグネティックロールの構造および磁気回路装置を説明
する。

樹脂マグネットは高分子材料と磁性材（例えばバリウム
「ストロンチウム又は鉛の少くとも一種類を含むフェラ
イト粉末等）からなる組成を有する。同組成物を機械的
な力又は磁気的な力により、磁性材の磁化容易軸（磁気
的に強い方向）の方向を板面に垂直な方向に配向した板
状成形品（帯状及びハク状の成形品も含む）又は磁化容
易軸が半径方向に配向した円形断面（パイプ又は多角形
も含む）を有する最尺成形品をつくる。前記した板面に
垂直な方向に磁化容易軸１３を有する第３図Ａの板状成
形品１４をステンレスのシャフト７に第３図Ｂの如く巻
き加工し、半径方向に磁化容易軸１３を有する様に作っ
たマグネティックロール１４′が提案されている。

この方法で、作ったマグネティツクロール１４′は第４
図に示すように、磁化容易軸１３が半径方向に配向して
いる。

このマグネティックロール１４′の外周面１５に着磁器
１６を接触させ着磁器１６に電流を流し励磁しマグネテ
ィツクロール１４′内に磁束線１７を生ぜしめる。着磁
後のマグネティックロール１４′の外周面にホール素子
を接触させ、表面の最大磁束密度を測定すると、８５０
〜９５的の値を示す。

なお、樹脂マグネットの磁気特性はＢｒ（残留磁束密度
）・・・・・・２１７０〜２４３的，ＢＨｃ（保磁力）
・・・…１９００〜１９９００ｅ，ＢＨｍａｘ（最大エ
ネルギー積）……１．１１〜１．３則ＭＱあである。

最近開発された例として前記と同様の板状成形品を、前
記の方法で第４図の如きＪ１９のマグネティックロール
１４′をつくる。この第５図Ａに示すマグネティックロ
ール１４′に中８肋の溝１８の加工をおこない第５図Ｂ
に示す溝付マグネティックロールをつくる。この溝付マ
グネティックロール１４′に第５図〇こ示す如くマグネ
ティックロール１４′の接線方向に磁化容易軸１３を配
した板状成形品１９を挿入し、接着し、第５図Ｄの如き
マグネテイツクロールをつくった。その后、外周面を研
削し、第６図の如き磁化容易軸官３を有するマグネティ
ツクロール１４′を得た。このマグネティックロール１
４′の板状成形品をはさんだ部分を第６図の如く着磁器
１６で着滋した。このマグネテイツクロール１４′の外
周面にホール素子を接触し回転させ、最大の磁束密度を
ガウスメータでよみとると１０５０〜１１０００であっ
た。

最近開発された例の第２番目として、第１番目と同様板
状の樹脂マグネットを、直径７Ｊの芯材に巻きつけ、直
径２６．４０のロール状の樹脂マグネットを作る。この
ロール状の樹脂マグネットに中３肋深さ５柳の溝部１８
を２ケ所もうけ、第７図１３の方向に磁化容易軸を有す
るように板状成形品１９を挿入、接着しロール状の樹脂
マグネット１４「をつくる。このマグネティックロール
状の樹脂マグネットを第７図の如くＮ極、Ｓ極、Ｎ極と
着磁する。

このロール状の樹脂マグネットの表面の最大磁束密度は
板状成形品１９の挿入部にはさまれた極（第７図Ｎ極）
で１１０のその他の極で１０５鷹であった。しかし、前
記樹脂マグネットの形状では表面の最大磁束密度は低く
、充分に樹脂マグネットのもっているエネルギーをひき
出していないという欠点を有していた。

発明の目的 本発明の目的は、以上のような欠点を取り除き樹脂マグ
ネットのもつているエネルギーを最大限に活用しうるよ
うな磁路を形成しうる構造の磁気回路装置を提供するこ
とにある。

発明の構成 本発明は相異る極性の磁極をむすぶ直線に略直角な方向
に磁化容易軸を有し一方の樋性の磁極を形成するＡ領域
と同様の磁化容易軸を有し他方の極性の磁極を形成する
Ｂ領域と、前記Ａ領域とＢ領域との間にあって相異る極
性の磁極をむすぶ直線に略平行な方向に磁化容易軸を有
するＣ領域とからなり、Ａ領域又はＢ領域のうち少くと
も１つの領域とＣ領域とに渡って切れることなく連続的
に板状樹脂マグネットを多数配して接着した構造か、も
しくは、Ａ領域又はＢ領域のうち少くとも１つの領域と
を含んでなる押出成形品を多数個接着した構造を有し、
上記樹脂マグネットの磁化客易軸が磁極間を通る磁路に
沿うようにして樹脂マグネットのもっているェネルギを
充分ひき出すという特有の効果を有するものである。

実施例の説明 以下、本発明を具体的な実施例により説明する。

〔実施例 １〕 塩素化ポリエチレン６重量％，可塑剤５．塁重量％，溶
剤０．１重量％，フェライト８８重量％の配合比にした
がいへンシェル型ミキサーで１５０仇ｐｍ、５分間混合
、濠鎌しその混鎌物を取り出し、ロールミルで９０〜１
３０００ ５〜１０分間涙鎌をおこない実質的にドメィ
ンサィズの板状フェライト粒子の磁化容易軸２６を板面
に直角方向に配向させた板状成形品２０（厚さ０．５〜
１．２肋）を得た。

この板状成形品２０の磁気特性は残留磁束密度Ｂｒ２４
３的、保磁力ＢＨｃ１８８００ｅ，最大エネルギーＢＨ
ｍａｘｌ．３９ＮＧ○ｅであった。

この板状成形品２０を切断し中３．５，５．５，９，１
１．５，１３．５，１５．５側×厚み０．９〜１．仇肌
×長さ３０仇肋の帯状樹脂マグネット２０を９種（中の
ことなるもの）８組製作した。

この帯状樹脂マグネット２０を直径ＣＩ８のシャフト２
１のまわりに第８図のように配し、外周面より静水圧的
に半径方向に圧縮し、第８図に示すようなマグネティッ
クロール２２を作った。その後、第８図に示す位置に着
磁器２３により着滋を実施したところマグネティックロ
ール２２の外周面の最大磁束密度１３００〜１３５０３
であった。〔実施例 ２〕 実施例１と同様の配合例の組成物を混合、混鎌をおこな
い、板面に直角方向に配合させた板状成形品２０を得た
。

この成形品２０を第９図Ａに示す如く直径？７のシャフ
ト２１のまわり‘こ板状成形品２０を一層ごとにクロロ
プレン系接着剤をぬり第９図Ｂに示すように、積層状に
巻きつけた。

所定数の積層を実施したのち外周面より静水圧的に加圧
して外周面を研削し、第９図Ｃに示すような形状の直径
１９０のマグネテイツクロール２２をつくった。同マグ
ネティックロール２２の断面を第１０図に示す。第１０
図に示すように板状成形品２０のつきあわせ部２４をは
さむように春磁器２３により２極着滋を実施する。この
ようにしてつくったマグネテイツクロール２２の外周面
の磁束密度は１１００〜１２００３であった。〔実施例
３〕 実施例１と同様の配合例の組成物を混合」混銭をおこな
い、板面に直角方向に配向させた板状成形品２０を得た
。

この板状成形品２０を、第１１図Ａに示す如く直径？１
２のロール状に捲き加工した中実サンプル２５を８ケ製
作した。

このロール状サンプル２５を直径◇１８の芯材２１のま
わりに、第１１図Ｂに示す如く接着し、外周面より静水
圧的に半径方向に圧縮し第１ １図Ｃに示すような、直
径２９．３のマグネティツクロール２２をつくった。そ
の後、第１１図Ｃに示すような位置に着滋を実施したと
ころ、マグネテイックロール２２の外周面の最大磁束密
度に１２００〜１３０のを得た。前記した如く、樹脂マ
グネット２０‘ま、高分子材料等非磁性材が入っている
ため、暁結フェライト磁石に比して、同体積内にふくま
れる磁気エネルギーが少ない。

しかし、強加工等により各々の磁性材の磁化容易軸２６
を一定方向にそろえることにより、そろった方向の磁気
特性は特に配向しない競給フェライトマグネットより、
同等もしくはまさっている。しかし樹脂マグネット２０
の配向させた方向と直角の方向の磁気特性はＢｒ……５
００〜８０のＢＨｃ５００〜８０００ｅと非常に低い。
又配向させるためにはロール加工又は押出加工により非
常に強加工しなければならず、磁化容易軸２６の形とし
て板面に直角方向とか中心点より放射状な方向とか比較
的シンプルな形のものに限られる。しかし同一面の異な
る磁極間に流れる磁束線は第４図の如く曲線状に又ふく
らみをもった形状になる。しかし、第４図のような方向
に磁化容易軸をもった構造では磁束線はある部分では磁
化客夕易軸に直角になる方向をとおり、材料のもってい
る磁気エネルギーの低い値しかあつめられない。又、従
来例の原理図第１２図に示す如く異なる極性の磁極Ｓ，
Ｎの間に流れる磁束線ぐの各部の磁束線ベクトルを材料
内部へ向う方向（Ａ方向）０とそれに直角な方向（Ｂ方
向）の２つの方向成分割し、分割した成分のうち材料内
部へ向う成分Ａの方が大きい領域は、材料内部へ向う方
向に磁化容易鞠を有する材料を配し、Ｂ方向の成分の大
きい領域では、Ｂ方向に磁化容易軸を有する材料を配す
る構造があるが、これでも充分に材料のもっている磁気
エネルギーを磁束線方向に集中させていない。・本発明
は材料のもつている磁気エネルギーを磁束線方向に集中
せしめ、磁極に大きい磁力をとり出す磁路回路に関する
ものであり、第１３図をもちいて原理を説明する。

同一面に異なる磁性の磁極Ｎ，Ｓを有する磁石において
、着磁を実施すると、１つの磁極Ｓから他の磁極Ｎの磁
束線めが流れる。

着磁磁界が非常に小さい場合、磁束線■は磁極ＳＮを結
ぶ最短磁路Ａをとおり、この部分の磁石を磁化する。着
磁磁界がしだいに大きくなるにしたがい、Ａ磁路は磁気
的に飽和し、磁束線◇はしだし、に材料内部に入り磁路
Ｂ→Ｃ方向にも流れるようになる。したがって、磁石の
表面付近（滋路Ａ）では磁路は比較的直線状であるが、
磁路Ｂ→Ｃになる。磁路は曲率半径の小さい曲りの急な
曲線になっていく。ところが、磁極に取り出す磁力を大
きくするためには、各磁束線での方向に材料の磁化容易
軸２６を配列させることが必要である。

ところが、１体もののマグネットで各部分の磁化容易軸
の方向を第１３図のような磁束線？方向にそろえる加工
は難しくしたがって一定方向に磁化容易軸２６を有する
樹脂マグネットを積層してこの理想的形状にすることが
必要となる。

ところで本発明は第１３図に示す如く磁束の流れる領域
に板面に垂直なる方向に磁化容易軸２６を有する板状樹
脂マグネットを磁極を中心に略同Ｄ円状に配置せしめ結
合した構造にし、いずれの磁路（Ａ，Ｂ，Ｃ）に対して
も、磁化容易軸２６が磁束線ぐに平行になる磁路回路を
与えるものである。本原理に基づいて製作されたマグネ
ティックロールが、実施例１，２に示す構造、すなわち
第８図，第１０図に示すマグネテソツクロール２２であ
る。

この方法でつくると第４図の構造のものより２５的〜４
５的第１２図に示す原理の構造のものよりｌｏｏ〜２５
的程表面磁束密度が向上し等方性競結フェライトマグネ
ット以上の特性を有するマグネティックロールを製作し
うる。第１３図の原理を用いた構造として板面に垂直な
方向に磁化容易軸２６を配した板状成形品２０を第亀４
図〜第ＩＴ図等のように積層した構造が考えられる。

なお第１３図の原理図には、磁極を中心とし略同０円状
に板状成形品を積層した半円形のものを２つつきあわせ
た形になっている。しかし、実施例２に示す如く、半円
形である必要はなく、磁極間を流れる磁束線がとおる領
域のみ磁極を中ＪＯとして略同Ｄ円状に板状成形品を配
置し磁束線方向と磁化容易軸の方向を平行にしてもよい
ことが明らかである。本発明の第２として、実施例１，
２に示す構造では、板状成形品を所定の中に切断したも
のを順次糠層しなければならないが、比較的手間がかか
るので、より作りやすくするために実施例３に示す構造
を考えた。

本発明の構造の磁気回路装置の原理図は第１８図に示す
。同図において、磁極Ｎ，Ｓ面の下に中心をもつ略ロー
ル状成形品２５を配しており、中心をむすぶ線とマグネ
ティックロール表面にかこまれる領域Ａは第１２図の原
理により、又中心をむすぶ線よりマグネティックロール
内部の領域Ｂでは第１３図の原理により、磁束線方向と
磁化容易軸を平行にし、材料のもっている磁気エネルギ
ーを有効に磁極にひきだすことができる。

本発明の原理をもちいて第１９図のようなシート状構造
の樹脂マグネットが考えられる。

又、板状成形品とロール状にまき加工する以外に、押出
等加工により半径方向に磁化容易軸を有する成形体２７
を第２０図「第２１図のような構造に結合してなる樹脂
マグネットも考えられる。

発明の効果本発明によれば各実施例で述べた如く ‘ィ｝ 記磁力を大きくでき、磁極の表面磁束密度を大
きくできる。

｛ｏ｝ 同じ起磁力をうるに２７％軽量化した軽い磁石
にできる。

凝結フェライトマグネットの密度は４．８タ′地である
にもかかわらず、本発明の樹脂マグネットの密度は３．
５タ′がである。したがって、樹脂マグネット製マグネ
ティツクロールは軽いため、回転時における慣性が小さ
く歯車の摩耗等が少なくなる。

又複写機の重量も軽くなる。し一 樹脂マグネットは可
操性があり、割れにくく、衝撃に強いのみならず、カッ
ター等で容易に切断しうる特徴と熱「圧力、接着剤の少
なくとも１つで容易に接着できる特徴を有しているため
本発明のような積層構造でも容易に切断合ができるのみ
ならず、マグネット材の可塑１を利用し積層構造体を１
つの型の内で熱又は力の少なくとも１つを加えることに
より境界面のェアギャップをほゞ無くすことができ、磁
気回路装置上透磁率の低下を防ぐことができるばかりで
なく、漏洩磁束のロスがなくなる。

したがって、マグネティックロールの磁界を効率よく発
生させることができる。

８ Ｎにのべたごと〈加工しやすい量産性にとみ極めて
安価に大量に製造しうる。

掛 けにのべたごとく、加工しやすく、軸方向に長いマ
グネティツクロールも容易に加工できるとともに、いず
れの断面にても強い磁界を得ることができるばかりでな
く、軸方向につぎ目のない磁界を得ることができる。

Ｎ 磁石内の磁束の方向と磁化容易軸が沿うような構造
になっており、磁石内の磁束を閉ループにするため、共
通の磁気材料をとくに必要としない。

（ト｝ 積層構造にするため、樹脂マグネットを着磁す
るので、肴磁した樹脂マグネット素材を積層するような
互いに吸引したり、反綾したりごみを吸引するような取
扱い上の不便がない。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般的な静電写真現像機器の要部の正面図、第
２図は同マグネテイツクロールの断面図、第３図Ａは従
来の樹脂マグネットを示す要部斜視図、第３図Ｂは同樹
脂マグネットの加工状態を示す斜視図、第４図は同磁気
回路装置の概略構成図「第５図Ａ〜Ｄは最近開発された
磁気回路装置の製造工程を示す斜視図、第６図は同磁気
回路装置の概略構成図、第７図は他の例の概略構成図、
第８図は本発明の磁気回路装置の−実施例を示す概略構
成図、第９図Ａ〜Ｃは他の実施例の製造工程を示す斜視
図、第１０図は同磁気回路装置の概略構成図、第１１図
Ａ〜Ｃは他の実施例の製造工程を示す斜視図、第１２図
は最近開発された例の原理図、第１３図は本発明の磁気
回路装置の原理図、第１４図〜第１７図は他の実施例の
磁気回路装置の側面図、第１８図は本発明の他の原理を
示す原理図、第１９図〜第２１図は他の実施例の側面図
である。 ２０・・・・・・樹脂マグネット、２１・・・…芯村、
２２…・・・マグネティックロール、２６…・・・磁化
容易軸。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 第９図 第１０図 第１１図 第１２図 第１３図 第１４図 第１５図 第１６図 第１７図 第１８図 第１９図 第２０図 第２１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 相異る極性の磁極をむすぶ直線に略直角な方向に磁
   化容易軸を有し一方の極性の磁極を形成するＡ領域と同
   様の磁化容易軸を有し他方の極性の磁極を形成するＢ領
   域と、前記Ａ領域とＢ領域との間にあつて相異る極性の
   磁極をむすぶ直線に略平行な方向に磁化容易軸を有する
   Ｃ領域とからなり、Ａ領域又はＢ領域のうち少くともも
   １つの領域とＣ領域とに渡つて切れることなく連続的に
   板状樹脂マグネツトを多数配して接合した構造を有し上
   記磁化容易軸が上記磁極間の樹脂マグネツト内を通る磁
   路に略沿うようにし、同一面に極性の異なる磁極を有す
   る磁気回路装置。 ２ 板面に対して直角方向に磁化容易軸を有する板状樹
   脂マグネツトを巻回もしくは同心形状に積層した長尺成
   形品もしくはその一部をシヤフトのまわりに多数接着し
   た構造を有する特許請求の範囲第１項記載の磁気回路装
   置。 ３ 板面に対して直角方向に磁化容易軸を有する板状樹
   脂マグネツトをおりまげ前記Ｃ領域では樹脂マグネツト
   の板面が直径方向に、又、前記Ａ，Ｂ領域では、樹脂マ
   グネツトの板面が接線方向にならぶように多数積層した
   構造を有する特許請求の範囲第１項記載の磁気回路装置
   。 ４ 板面に対して直角方向に磁化容易軸を有する板状樹
   脂マグネツトを巻回もしくは同心形に積層した長尺成形
   品もしくはその一部を円筒状に多数配列して接着した構
   造を有する特許請求の範囲第１項記載の磁気回路装置。 ５ 板面に対して直角方向に磁化容易軸を有する板状樹
   脂マグネツトを巻回もしくは同心形に積層した長尺成形
   品もしくはその一部を平板状になるように並べて接着し
   た構造を有する特許請求の範囲第１項記載の磁気回路装
   置。