JPH0438124B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 発明の目的 〔産業上の利用分野〕 この発明は、主として複写機、フアクシミリ、
プリンター等の静電記録における磁気ブラシ用磁
石ロールに関する。

〔従来技術〕

磁気ブラシ用磁石ロールは、静電記録装置にお
いて、通常回転する円筒形の非磁性体製のスリー
ブ中に同心に固定して配置され、トナーとキヤリ
アとを混合した現像剤が、ホツパー等よりこのス
リーブの表面に供給される。この現像剤は、磁石
ロールの磁力によつてスリーブ表面上に吸着さ
れ、スリーブの回転によつて感光体ドラムと対接
する現像位置にくると、ブラシ状に穂立していわ
ゆる磁気ブラシを形成する。この磁気ブラシが、
感光体ドラムに形成された静電潜像に摺接し、こ
のブラシ中のトナーの一部がこれに付着し、現像
化される。そして、残つたトナーとキヤリーとか
らなる現像剤（トナー濃度の低下した現像剤）
は、スリーブ上より一旦離脱し、新しくトナーを
補給してトナー濃度を一定にし、再びスリーブ上
に磁力で付着させて再使用がくり返される。とこ
ろが、上記トナー濃度の低下した現像剤のスリー
ブ上からの離脱が不十分であると、トナー濃度の
低下した現像剤がスリーブ表面に付着したまま残
存して正常なトナー濃度の現像剤との入れかわり
に支障を生じ、次の現像時の現像剤のトナー濃度
が前回よりも低下し、これが何回もくり返される
とコピー濃度が低下し、正確なコピー性能が得ら
れなくなる。

従来、上記トナー濃度の低下した現像剤をスリ
ーブ上より離脱させる手段として、最も広い磁極
間部分に、外周面から内周面に連通する切欠部を
軸方向に沿つて形成した構造の焼結磁石ロールが
提案されている（特公昭57−33685号など。）。と
ころが、このような切欠部を磁性粉末および合成
樹脂バインダーよりなる樹脂磁石ロールに形成す
ると、断面の応力分布の対称性が失なわれて一部
に応力が集中し、製造時や使用時の温度変化など
によつて、ロール自体がわれ、ひびを生じたり、
変形して寸法精度を維持出来ない等の問題があ
る。

そこで、この発明の発明者は、いま一度原点に
立ちもどり、切欠部を形成する前の樹脂磁石ロー
ルについて仔細に検討したところ、最も広い磁極
間のほぼ中央を通り、みかけ上の新たな異極が発
生し、これがため、現像剤がスリーブ表面上に吸
着したままで落下しないことが判明した。また、
この新たな異極は、このロールの両端部におい
て、磁力が他の部分に比較してより強力となつて
いることが判明した。

このような事実にもとづき、この発明の発明者
は、上記新たな異極による磁力を脱磁又は減磁し
てこれを可及的に小とし、ロールの端部において
は、凹溝を形成することにより、切欠部を形成す
るのとほぼ同様の効果が得られることを見出し、
この発明を完成するに至つた。

この発明は、プラスチツク磁石で構成され、広
い非磁磁帯を有し、温度変化や経年変化に対する
耐性に優れた磁性ブラシ用磁石ロールを提供する
ことを主目的とするものである。

(ロ) 発明の構成 この発明によれば、磁性粉末および合成樹脂バ
インダーからなり、周囲に複数の磁極を有するプ
ラスチツク磁石と金属製芯体とを一体構造とする
ロールであつて、このロールの両端の円周面に上
記芯体に平行でかつ端面に開口してなる減磁用凹
溝が形設され、しかもこの両端の減磁用凹溝間の
プラスチツク磁石を脱磁又は減磁してなることを
特徴とする磁気ブラシ用磁石ロールが提供され
る。

この発明の構成の特徴の一つは、従来ロールの
ように、ロール全長にわたる切欠部を形成するの
ではなく、ロールの両端の一部に局部的な減磁用
凹溝を設けたことにある。

この減磁用凹溝の断面形状は、Ｕ字形状が好ま
しいが、必ずしもこれに限定されない。また、こ
の凹溝の外周面から芯体方向への深さは、プラス
チツク磁石層の厚さの1/3〜2/3倍程度であり、そ
の溝幅は、少なくとも相隣接する同極の磁束領域
に届く長さで、その奥行は、この溝幅の1/4〜１
倍程度の大きさであれば、このロール端部の磁力
は、実用可能範囲に減磁されることが、実験的に
確認されている。

減磁用凹溝間のプラスチツク磁石の新たな異極
の脱磁又は減磁は、公知の脱磁又は減磁装置によ
りなされる。

上記した構成における磁性粉末は、公知の磁性
粉末が使用でき、その具体例としては、バリウム
フエライト、ストロンチウムフエライト、鉛フエ
ライトが挙げられる。

上記合成樹脂バインダーの具体例としては、フ
エノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステ
ル樹脂などの熱硬化性樹脂、ポリアミド樹脂、ポ
リエチレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹
脂、ABS樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合体な
どの熱可塑性樹脂が挙げられる。

上記磁性粉末と合成樹脂バインダーの混合割合
％は、磁性粉末75〜95重量％、合成樹脂バインダ
ー25〜５重量％とし、必要に応じて可塑材、滑
剤、その他の添加剤を加える。

さらに、この発明のロールは、磁性粉末および
合成樹脂バインダーから成るプラスチツク磁石層
と金属製芯体との間に合成樹脂のクツシヨン層を
介して一体構造に形成してもよい。

この場合上記クツシヨン層の合成樹脂は、上記
合成樹脂バインダーよりも低融点の合成樹脂とす
るか、又は延性大の合成樹脂とする。少なくとも
一方の条件を満たせばよいが、低融点かつ延性大
であればさらによい。その具体例としては、合成
樹脂バインダーがポリプロピレンであれば、クツ
シヨン層にはたとえばポリエチレン樹脂を用いる
とよい。また合成樹脂バインダーがポリアミド樹
脂であれば、クツシヨン層にはたとえばポリエチ
レン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリ塩化ビニル
樹脂、ABS樹脂もしくはポリスチレン樹脂のい
ずれかを用いるとよい。

クツシヨン層の厚さは0.1mm〜10mmの範囲が好
ましく、またクツシヨン層中に５〜50重量％、好
ましくは10〜30重量％のガラス繊維を混入しても
よい。

この発明の磁気ブラシ用磁石ロールの製造方法
は、金属製芯体の表面に、磁性粉末と合成樹脂バ
インダーの混合物を射出成形する方法や押し出し
成形する方法によつて行うことができる。またプ
レス成形などによつてもよい。

またクツシヨン層を有するロールを形成する場
合には、はじめに金属製芯体の表面にクツシヨン
層を形成し、次いでクツシヨン層の表面にプラス
チツク磁石を形成する手順で行う。クツシヨン層
の形成は、金属製芯体の表面に射出成形する方
法、金属製芯体の表面に押し出し成形する方法、
予め押し出し成形などでクツシヨン層を単独に形
成しそのクツシヨン層と金属製芯体とを圧着また
は接着する方法などいずれであつてもよく、特に
限定されない。

なお、磁石ロールへの着磁は、いずれも成形金
型に設けた着磁装置により、磁石層の成形と同時
に行う。

〔実施例〕

以下図面に示す実施例に基づいてこの発明を詳
述する。なおこれによつてこの発明が限定される
ものではない。

第１図に示す１は、磁気ブラシ用磁石ロールで
あり、そのＡ−−Ａにおける断面図を第２図に示
している。金属製芯体５は直径８mm、長さ273mm
のステンレススチール製である。このシヤフト５
を、外形22mm、長さ22mmの製品を得られる金型内
に挿入し、30重量％のガラス繊維を混入したポリ
プロピレンを射出成形して、クツシヨン層４を形
成する。次に、そのクツシヨン層４を形成したシ
ヤフト５を、外形35.4mm、長さ220mmで、その両
端の外周面に減磁用凹溝２，２′を有する製品が
得られる金型内に挿入し、バリウムフエライト83
重量％と６−ナイロン17重量％の混合物を射出成
形して、プラスチツク磁石３を形成する。なお、
この減磁用凹溝２，２′は、ロール表面からの深
さが４mm、幅がロールの芯体５を中心とした角度
60゜、奥行が20mmとしている。とこで、浄上記プ
ラスチツク磁石の成形金型には着磁装置が備えら
れ、合成樹脂バインダー（６−ナイロン）が固ま
らない間に磁界が印加されるので、その磁極の形
成する磁場の中でバリウムフエライト粒子が同一
方向に配向されて異方化され、プラスチツク磁石
３は成形と同時に着磁される。第１図の矢印N₁，
N₂は、Ｎ極の着磁された箇所を、矢印S₁，S₂，
S₃は、Ｓ極の着磁された箇所を示している。N₁
は磁気ブラシ形成する現像用の主磁極であり、そ
の他の磁極は現像剤を搬送したり、磁気ブラシの
穂の高さを調整する補磁極である。現像剤を離脱
させるための非着磁帯は、補助極で磁極間の一番
広いS₂，S₃の間に設けられるが、それらの着磁箇
所間の中央部の両端に上記減磁用凹溝２，２′が
位置するようにしてある。前述のように成形と同
時に着磁された磁気ブラシ用磁石ロールは、金型
からとり出され、次に非着磁帯部分すなわち、磁
極S₂とS₃との中央に減圧コイルを巻回した減磁ヨ
ーク（Ｓ極発生ヨーク）が装着され、減磁コイル
に所定の半波パルス電流が導通され、減磁処理さ
れて、その製作が完了する。

この磁気ブラシ用磁石ロールは外径38mm、厚さ
0.5mmのアルミニウム製の円筒状のスリーブに挿
入されて使用されるが、そのスリーブの表面にお
いてその円周の磁束密度を実測した結果の一例を
第３図に示した。実線は磁石ロールの端部の磁束
密度を、破線は中央部の磁束密度を示している。

これに対して第４図及び第５図は減磁用凹溝
２，２′を設けずに、前述のように磁場成形を行
つた磁石ロールのスリーブ上の磁束密度を測定し
た結果を示している。第４図は上記の減磁処理を
施こす以前の測定結果であり、第５図は減磁処理
を施こした後の測定結果を示す。

第４図に見られるように磁極S₂とS₃との間に非
着磁帯を設けるため、その極間距離が広くとられ
ているが、そのためそれらの中央部を磁極S₂，S₃
の磁束の一部が通過して見かけ上のＮ極N₀が発
生することになり、そのN₀の磁束密度も磁石ロ
ールの中央部で100ガウスを、端部で250ガウスを
超える値を示している。

第５図のN₀では、磁石ロールの中央部（破線）
においては減磁効果が見られるが、端部（実線）
においてはほとんど減磁されていない。これは、
磁石ロールの端面から端部表面へ入り込む磁力線
を、前記の減磁処理によつて減少させることがで
きず、減磁用凹溝が設けられていないため、それ
が大きくスリーブ上に表われた結果である。

また、この端部の磁束を減磁させるため、減磁
処理時にさらに強力な逆極磁界を印加しても、磁
石ロール端面からの磁束には余り影響を及ぼさ
ず、磁石ロールの中央部が逆極に過剰に着磁され
る結果になる。従つて減磁処理だけで、磁石ロー
ルの全長にわたる広い非着磁帯を設けることは容
易ではない。

ところで非着磁帯として機能するためには、そ
の部分の磁束密度は50ガウス以下でなければなら
ないことが実用上から確認されている。第３図で
は、その磁極S₂とS₃との間に見られるように、
N₀は、磁石ロールの中央部、端部ともに50ガウ
ス以下に減磁され、実用的な非着磁帯が形成され
ていることがわかる。すなわち第３図は磁石ロー
ルの両端に設けた減磁用凹溝が、効果的に作用し
て端面からの磁束をスリーブ表面に出ることを防
止していることを示すものである。

第６図は、第３図における磁極S₂とS₃の中央部
のN₀の磁束密度をロールの軸方向に測定し、ロ
ールの長さに対応する分布を示したグラフであ
る。これによつても非着磁帯の磁束密度は、ロー
ルの全長にわたつて50ガウスを超えることがな
く、とくに両端部では減磁用凹溝による効果が顕
著に見られる。

(ハ) 効果 この発明は、以上の次第で、磁石ロールの両端
に局部的な減磁用凹溝が形設され、しかも、この
凹溝間の磁石を脱磁又は減磁してなるので、実用
的に十分な非着磁帯が得られ、トナー濃度の低下
した現像剤の離脱が、より確実に可能となる。ま
た、温度変化や経年変化に対する耐性に優れた磁
気ブラシ磁石ロールを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る一実施例を示す側面
図、第２図は第１図の断面図、第３図はこの発明
に係る一実施例の磁束密度を示すグラフ、第４
図、第５図は減磁用凹溝を設けない磁石ロールの
磁束密度を示すグラフ、第６図はこの発明に係る
一実施例の軸方向の磁束密度を示すグラフであ
る。 １……磁気ブラシ用磁石ロール、２，２′……
減磁用凹溝、３……プラスチツク磁石、４……ク
ツシヨン層、５……金属製芯体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 磁性粉末および合成樹脂バインダーからな
   り、周囲に複数の磁極を有するプラスチツク磁石
   と金属製芯体とを一体構造とするロールであつ
   て、このロールの両端の円周面に上記芯体に平行
   でかつ端面に開口してなる減磁用凹溝が形設さ
   れ、しかもこの両端の減磁用凹溝間のプラスチツ
   ク磁石を脱磁又は減磁してなることを特徴とする
   磁気ブラシ用磁石ロール。 ２ 減磁用凹溝が、相隣接する同極磁極間の中央
   に形設されてなる特許請求の範囲第１項記載の磁
   気ブラシ用磁石ロール。 ３ ロールが、磁性粉末および合成樹脂バインダ
   ーからなり、周囲に複数の磁極を有するプラスチ
   ツク磁石と金属製芯体との間に合成樹脂のクツシ
   ヨン層を介して一体構造に形成されてなる特許請
   求の範囲第１項又は第２項記載の磁気ブラシ用磁
   石ロール。 ４ 減磁用凹溝がＵ字形溝であり、かつ、 (i) 外周面から芯体方向への深さが、プラスチツ
   ク磁石層の厚さの1/3〜2/3倍であり、 (ii) 溝幅が、少なくとも相隣接する同極の磁束領
   域に届く長さであり、 (iii) 奥行が、前記溝幅の1/4〜１倍である、 特許請求の範囲第１項〜第３項のいずれか一つ
   に記載の磁気ブラシ用磁石ロール。