JPH05291027A - マグネットロール及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電子写真・プリンター等の現像装置やクリー
ニング装置等に用いられるマグネットロールに関するも
のであり、長手方向の磁束密度分布の均一な範囲がひろ
く、実質有効長の長いマグネットロールを得ることを目
的とする。 【構成】 磁場配向押出により成形された多極の本体マ
グネット１の長手方向の磁束密度分布（イ）が、その本
体マグネットの長さより短い長さに着磁されたシャフト
２の磁束密度分布（ロ）により底上げされ、エッジ効果
が緩和され、実質有効長が長くなる（ハ）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、昨今小型化が著しい電
子複写機・プリンターなどの現像装置やクリーニング装
置などに用いられるマグネットロールに関し、さらに詳
しくは長手方向に均一な磁束密度分布が必要とされるマ
グネットロール及びその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】樹脂結合型磁石は焼結マグネットに比べ
て磁性材料の含有率が低いので、高磁気特性を得るには
異方性を有する磁性粒子を特定方向に配向させることが
行なわれている。通常はマグネット全体が一方向に磁化
されるように粒子を配向させるが、一体型多極マグネッ
トの製造においては、極力高い表面磁束密度を得るため
に極異方配向方式（複数の磁場発生極を有するダイ若し
くは金型が発する磁束線方向に磁性粒子を配向させて磁
石の周面上に複数個の磁極を付与する方法）を用いるこ
とが多い。特にマグネットロールのように長尺である場
合には、その成形手段としては長手方向に均一な磁束密
度分布が得やすく生産性の高い磁場配向押出が有効であ
ることが知られており、概ね円筒状に成形した磁石にシ
ャフトを挿入して用いるのが一般的であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
マグネットロールでは、磁石端部においてエッジ効果に
よる磁束の集中が起きるために、マグネットロール端部
の磁界強度が持ち上がる現象が生じ、この結果、マグネ
ットロールの長手方向において均一な磁束密度分布が確
保できる領域が狭くなって磁石部分を現像領域以上に長
くすることが必要となり、機器の小型化が損なわれると
いう問題が発生している。

【０００４】このようなエッジ効果を緩和するために着
磁ヨークに工夫を施す方法が考えられているが（特開平
２−１９４６０６号）、この方法ではヨーク先端の構造
が平坦ではなくなるため最適化が困難という問題があっ
た。

【０００５】本発明は上記従来の問題を解決するもの
で、複雑な着磁ヨークを用いることなく端部のエッジ効
果を押えることにより、長手方向の磁気特性が均一であ
り、現像領域が広いマグネットロールを提供せんとする
ものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のマグネットロールは、磁気異方性を有する
強磁性体粉末を樹脂に分散混合した素材からなる本体マ
グネットにそのマグネット長さより短い範囲に表面磁荷
を付与されたシャフトを挿入した構造を有している。

【０００７】

【作用】この構成によれば、マグネットロールの長手方
向各部における磁束密度分布は、本体マグネットの磁束
密度分布とシャフトと磁束密度分布の和として現われ
る。すなわち、シャフトに表面磁荷の付与されている範
囲のみ底上げとなり、端部でのエッジ効果は実質的に緩
和されることになる。これにより、本体マグネット長さ
と実質有効長の差を小さくすることが可能となる。

【０００８】

【実施例】つぎに、本発明の原理を図面を参照にしなが
ら説明する。図１は本発明にかかるマグネットロールと
当該マグネットロールに関する磁束密度分布を示し、図
２（ニ）、（ホ）はそれぞれ比較例としてのマグネット
ロールの磁束密度分布を示している。それぞれの図にお
いて図中１が本体マグネット、２はシャフトである。図
１で示される本発明のマグネットロールではシャフトと
して磁石シャフトが用いられており、この磁石シャフト
は、本体マグネット１の長さより短い範囲にのみ表面磁
荷が与えられ、本体マグネット両端に位置づけられる部
分には表面磁荷は与えられていない。これに対して図２
（ニ）で示される比較例のマグネットロールは、その着
磁範囲を本体マグネットの長さとほぼ一致させた磁石シ
ャフトを用いる場合であり、また図２（ホ）で示される
比較例のマグネットロールはシャフトとして従来より用
いられている無着磁の鉄シャフトを用いた場合である。

【０００９】図１において（イ）は本体マグネット単体
の長手方向の磁束密度分布、（ロ）が磁石シャフト単体
の長手方向の磁束密度分布であり、（ハ）が前記本体マ
グネットに磁石シャフトを貫設して構成した本発明実施
例のマグネットロールの磁束密度分布である。

【００１０】通常通りに成形された本体マグネットの長
手方向の磁束密度分布は（イ）に示すように、そのエッ
ジ効果のため端部が高くなっている。そこに本体マグネ
ット長さより短い範囲に着磁により表面磁荷を付与した
（ロ）に示すような磁束密度分布を有する磁石シャフト
を挿入すると、（ハ）に示すように磁束密度分布の中央
部のみが底上げされた形になり磁束密度分布が均一な領
域がひろがってマグネットロールとしての現像可能領域
が、本体マグネット単体のときに比べてひろがる。この
ように本発明では本体マグネットにおける実質有効範囲
がひろがるので、必要長さの現像可能領域を得るに際し
て、本体マグネットの長さを従来のものより短くするこ
とができる。

【００１１】以下、本発明を実施例に基づいてさらに、
詳細に説明するが、本発明はこれらにより限定されるも
のではない。本発明が適用される本体マグネットに用い
るボンド磁石材料の磁性粉としては、六方晶フェライ
ト、ＳｍＣｏ系合金、ＮｄＦｅＢ系合金、ＳｍＦｅＮ系
合金などが挙げられる。特に六方晶フェライトは安価で
あるので望ましい。これら磁性粉には成形性の向上や、
防錆のための表面処理が適宜施されることは通常の樹脂
結合型磁石の製法と同じである。

【００１２】バインダーの樹脂には特に制限はなく、ポ
リ塩化ビニルとポリ酢酸ビニルの単独もしくは共重合
体、塩素化ポリエチレン、及び適当な可塑剤を混合した
ものが代表的なバインダーの一例である。

【００１３】尚、本発明が対象とする本体マグネットの
断面形状は実質的に円筒状ではあるが、外周面及び／ま
たは内周面に位置決め等のためのカット面や溝が単独ま
たは共に付与されていてもよい。

【００１４】本体マグネットの外側面に所定の磁極を付
与するには、「極異方磁場配向押出」と、「無磁場中押
出の後に多極着磁する方法」のいずれかが選択できる。
前者の方が磁気特性の高いマグネットロールが得られる
ので好ましい。しかし、所望の表面磁束密度が確保でき
るのであれば実施容易な後者を選んでもよい。特に細い
マグネットロールが必要な時は、超急冷ＮｄＦｅＢ系磁
性材料などの飽和磁化の高い磁性粉を用いて後者の方法
を適用することが推奨できる。また、極異方磁場配向押
出を行った後、所望の極数の着磁を施す方法も選択でき
る。

【００１５】シャフトとして用いる磁石材料には本体マ
グネットに用いたものと同様のボンド磁石材料が使え
る。磁性粉の含有量は、要求磁気特性、磁性粉の種類、
シャフトにした時の強度、成形性などを勘案して決めら
れるが、３０〜７０体積％が望ましい。またプラスチッ
クは磁性粉との混合物が十分な強度を発揮するものなら
何でもよく、各種ポリアミド樹脂（いわゆるナイロ
ン）、ポリエチレンテレフタレイト、ポリエステル、ア
クリル樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、
ポリイミド、液晶ポリマー、ベークライト等が挙げられ
る。また強度増大のためフィラーを充填させてもよい。
その他成形性向上のための添加剤や樹脂の劣化を防ぐた
めの安定剤を適宜加えることは言うまでもない。これら
の磁性材料とプラスチックを用いてシャフト用長尺ボン
ド磁石を製造するには射出成形、押出成形が利用でき
る。成形の際磁場配向を行うかどうか、及び付与すべき
磁極数などはマグネットロールの要求性能で決めればよ
い。特にシャフトが直径方向に２極に貫通磁化されてい
る場合は、それからの磁場は多極に磁化された磁石の磁
場より遠くまで届く。従って、マグネットロールの本体
マグネットの磁化方向との相対配置を調節すれば大きな
表面磁束密度増大が期待できる。

【００１６】無磁場下で成形されたシャフトを着磁する
には永久磁石あるいは電磁石、その他適当な励磁源を有
する着磁器を用いればよい。

【００１７】シャフト断面の形状は丸型、角型など適宜
選べるが、位置決め等のため、カット面、溝及び突起が
単独に付けられていても共存して付けられていてもよ
い。また、どんな形状を選ぶにしろ、シャフト両端は回
転支持具に取り付けられるような構造（他の部品を取り
付ける場合を含む）にしなければならない。

【００１８】また、シャフト全体がボンド磁石材料のよ
うな磁石素材である必要はなく表面磁荷が必要な範囲以
外はＳＳ４１材などのような磁性材でもよい。アルミニ
ウムなどのような非磁性材の方が好ましい場合もある。
シャフトの所定範囲に表面磁荷を付与する方法は、磁石
材料から成形されたシャフトの所定範囲にのみ着磁を行
うことや、通常シャフトの所定範囲にカット面や溝を設
け、ここに磁石材料を充填して当該部分を着磁すること
などが採用される。磁石シャフトに表面磁荷を付与する
範囲は、本体マグネットの大きさにもよるが、１０〜１
６ｍｍφのマグネットでは本体マグネット端部より１〜
５ｍｍ内側が好適である。

【００１９】次に、本発明を具体的な実施例に基づいて
詳述する。 （実施例１） （表１）の配合物からなるペレットを用いて磁場配向押
出を行ない、外径１６ｍｍ、内径６．０５ｍｍ、長さ２
２０ｍｍ、磁極数４の円筒状の本体マグネットを得た。

【表１】 次に日本弁柄社製ストロンチウムフェライト「ＯＰ７
１」を９０重量％含み、ナイロン１２をバインダーとす
るボンド磁石コンパウンドのペレットを作り、これを無
磁場下で射出成形し、直径６ｍｍ、長さ２５０ｍｍの丸
棒を得た。これに電磁石で長手方向中央部分の２１２ｍ
ｍの範囲に直径方向１５ｋＯｅの一様な磁場を加えて２
極に着磁し、磁石シャフトを得た。上で得た本体マグネ
ットの中空部に接着剤を塗布した後、この磁石シャフト
を挿入した。得られたマグネットロールの長手方向の磁
束密度分布を測定したのが図１である。測定は回転中心
から９．５ｍｍの位置で行なった。そこから得られる現
像可能範囲を（表２）に示す。またこの現像可能範囲に
対応する部分をマグネットロールの実質有効範囲として
図示した。

【００２０】（比較例１）磁石シャフトの着磁範囲を本
体マグネットの長さに等しい２２０ｍｍにした以外は実
施例１と同様の操作をして得られたマグネットロールの
長手方向の磁束密度分布を測定したのが図２（ニ）であ
る。そこから得られる現像可能範囲を（表２）に示し、
この現像可能範囲に対応するマグネットロール上の範囲
を実質有効範囲として図示した。

【００２１】（比較例２）無着磁の鉄シャフトを用いた
以外は実施例１と同様の操作をして得られたマグネット
ロールの長手方向の磁束密度分布を測定したのが図２
（ホ）である。そこから得られる現像可能範囲を同じく
（表２）に示し、この現像可能範囲に対応するマグネッ
トロール上の範囲を実質有効範囲として図示した。

【表２】 （表２）から明らかなように、本実施例のマグネットロ
ールは比較例１，２に比べて均一な磁束密度分布をもつ
範囲がひろいことがわかる。このように本発明によれ
ば、長手方向に均一な磁束密度分布をもち、実質的な有
効範囲が広いマグネットロールを得ることができる。

【００２２】

【発明の効果】以上のように本発明によればシャフトの
一部または全部に磁石材料を用いた磁石シャフトを使用
したマグネットロールにおいて、磁石シャフトの表面磁
荷を付与する長さを本体マグネットより短くすることに
よりエッジ効果が緩和された、実質的な有効現像可能範
囲が広いマグネットロールを得ることができる。これに
より、マグネットロールとしての長手方向の特性が均一
になるばかりでなく、マグネット本体の実際の長さを短
くすることができ、組み込み機器の小型化をも可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるマグネットロールの外観と、本
マグネットロール並びに当該マグネットロールを構成す
る本体マグネット及び磁石シャフトの長手方向の磁束密
度分布を示し、（イ）が本体マグネットの磁束密度分
布、（ロ）が磁石シャフトの磁束密度分布、（ハ）が本
体マグネットと磁石シャフトを組み立てて構成されるマ
グネットロールの磁束密度分布

【図２】比較例のマグネットロールの外観と各比較例の
マグネットロールの長手方向の磁束密度分布を示し、
（ニ）は比較例１、（ホ）は比較例２の磁束密度分布を
示す。

【符号の説明】

１ 本体マグネット ２ シャフト

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁気異方性を有する強磁性体粉末を樹脂
   に分散混合した素材からなる本体マグネットと、そのマ
   グネット長さより短い範囲に表面磁荷を付与されたシャ
   フトにより構成される事を特徴とするマグネットロー
   ル。
2. 【請求項２】 磁場中押出成形された長尺多極円筒状樹
   脂結合型磁石をマグネット本体とするとともに、その中
   空部に磁石材からなるシャフトを前記本体マグネット長
   さより短い範囲に表面磁荷を付与したのち、挿入する事
   を特徴とするマグネットロールの製造方法。