JPH0729726A - マグネットロールの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 現像極に同一極性の複数のピークを有する磁
束密度分布が現れるようなマグネットロールの製造方法
を提供する。 【構成】 現像極に対応する位置に磁石片を設けたマグ
ネットロールの製造方法において、シャフトの軸線を基
準として永久磁石部材に軸線方向に延びる凹溝を加工
し、この凹溝内に凹溝の深さ寸法より大なる厚さ寸法を
有する磁石片を固着し、永久磁石部材および磁石片の外
周を加工し、複数個のヨーク片間に前記磁石片と対向す
る希土類磁石を設けて構成した着磁ヨークにより前記磁
石片を多極着磁する。

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
ルの製造方法に関するものであり、特に軸心部に支持用
のシャフトを備えると共に、外周面に軸線方向に延びか
つ円周方向に複数個の磁極が現れるように形成した永久
磁石部材の特定磁極を現像極とし、この現像極に同一極
性の複数のピークを有する磁束密度分布が現れるように
構成したマグネットロールの製造方法に関するものであ
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、例えば
図７に示すような構成のものが最も一般的である。図７
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、若しくは強磁
性粉末材料と結合材料との混合物からなる材料により円
筒状に一体成形し、中心部にシャフト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
る磁極Ｓ₁ ，Ｓ₂ ，Ｎ₁ ，Ｎ₂ を設けると共に、円周方
向にこれらを等間隔若しくは不等間隔に配設する。次に
シャフト２の両端部には支持部材を軸受（何れも図示せ
ず）を介して回転自在に装着し、支持部材には中空円筒
状に形成したスリーブ３を嵌着する。なお支持部材およ
びスリーブ３は、例えばアルミニウム合金若しくはステ
ンレス鋼等の非磁性材料によって形成する。なお永久磁
石部材１の外径は１８〜６０mm，長さは２００〜３５０
mmに形成する場合が多い。

【０００４】上記の構成により、永久磁石部材１とスリ
ーブ３との間に相対回転が存在するように駆動すること
により、永久磁石部材１が具有する磁気吸引力によって
スリーブ３の外周面に磁性を有する現像剤を吸着搬送し
て所謂磁気ブラシ（図示せず）を形成し、所定の現像作
業を遂行するのである。

【０００５】一方上記現像作業における現像効率を高め
るためには、磁気ブラシと静電荷像担持体の表面との接
触幅を増大させることが有効であり、このための手段と
して、磁気ブラシを形成する永久磁石部材１の、静電荷
像担持体と対向する側の磁極部の磁極面に少なくとも１
個の窪み部を形成するという内容の提案がある（特公昭
６２−５５１４９号公報参照）。

【０００６】図５は上記提案になる構成のマグネットロ
ールの例を示す要部端面図であり、同一部分は前記図７
と同一の参照符号で示す。図５において５は凹溝であ
り、現像極に対応する部位に軸線方向に沿って設ける。
次に４は磁石片であり、例えば異方性フェライト焼結磁
石材料によりブロック状に形成すると共に、外表面に長
手方向に沿う凹溝６を設け、例えば接着剤を介して前記
凹溝５内に固着される。

【０００７】図６は図５における磁石片４によって生ず
る磁束密度分布を示す図であり、横軸は円周方向の位
置、縦軸は磁束密度を示している。図６において曲線
ａ，ｂは各々図５に示す磁石片４によるもの、および従
来のものに対応する磁束密度分布である。すなわち図５
に示すように磁石片４に凹溝６を設けることにより、磁
束密度分布が２個のピークを形成し、従来のものにおけ
る単一のピークを形成するものより磁界によって形成さ
れる磁気ブラシの静電荷像担持体に対する接触幅を拡げ
ることができる。この結果、現像効率を向上させ得ると
共に、現像むらや、にじみを防止することができるとさ
れている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記構成のマグネット
ロールにおいて、磁石片４を形成するには異方性フェラ
イト焼結磁石材料からなるブロックに、凹溝６を機械加
工によって形成する必要がある。しかしながらこのよう
な焼結磁石材料は硬質であるため、凹溝６の機械加工が
極めて煩雑であり、加工工数および時間が嵩むという問
題点がある。また磁石片４を永久磁石部材１に設けた凹
溝５に固着する場合の位置精度が低く、現像極の位置ず
れを生じるという問題点もある。

【０００９】一方プラスチック磁石材料、すなわちフェ
ライトのような磁性粉と樹脂等の結合材料との混合材料
によって磁石片４を形成することも考えられる。この場
合、例えば押出成形手段若しくは射出成形手段等によれ
ば、磁石片４に設ける凹溝６に対する機械加工を省略す
るか、若しくは大幅に低減させることができる。しかし
ながら、プラスチック磁石材料によって形成した磁石片
４は、前記焼結磁石材料によって形成したものより磁力
が低いため、現像極に必要な磁力を得るためには、磁石
片４の横断面寸法を大にする必要があり、近年要求され
るところの小径のマグネットロールには適用が困難であ
るという問題点がある。なお磁石片４の固着位置精度に
ついては、前記のものと同様の問題点がある。

【００１０】本発明は、上記従来技術に存在する問題点
を解決し、現像極に同一極性の複数のピークを有する磁
束密度分布が現れるように構成したマグネットロール
を、高精度かつ低コストで製造し得るマグネットロール
の製造方法を提供することを目的とする。

【００１１】

【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、軸心部に支持用のシャフトを備
えると共に、外周面に軸線方向に延びかつ円周方向に複
数個の磁極が現れるように形成した永久磁石部材の特定
の磁極部分に軸方向に延びる凹溝を設け、この凹溝内
に、同一極性の複数のピークを有する磁束密度分布が現
れるように形成した磁石片を固着して現像極を構成して
なるマグネットロールの製造方法において、シャフトの
軸線を基準として永久磁石部材に軸線方向に延びる凹溝
を加工し、この凹溝内に凹溝の深さ寸法より大なる厚さ
寸法を有する磁石片を固着し、永久磁石部材および磁石
片の外周を加工し、複数個のヨーク片間に前記磁石片と
対向する希土類磁石を設けて構成した着磁ヨークにより
前記磁石片を多極着磁する、という技術的手段を採用し
た。

【００１２】本発明において、永久磁石部材は等方性若
しくは異方性の永久磁石によって形成することができる
が、磁石片は異方性永久磁石によって形成することが好
ましい。

【００１３】

【作用】上記の構成により、現像極に同一極性の複数の
ピークを有する磁束密度分布が現れるように形成できる
と共に、現像極の位置精度を向上させることができ、更
に煩雑な機械加工を省略できるため、製作コストの低減
が可能となる。

【００１４】

【実施例】図１ないし図３は夫々本発明の実施例におけ
る製造工程を示す説明図であり、同一部分は前記図５と
同一の参照符号で示す。まず図１に示すように永久磁石
部材１を等方性フェライト磁石（日立金属製ＹＢＭ−
３）によって、外径２０mm、内径１０mmに形成し、ＳＵ
Ｓ３０４からなるシャフト２を嵌着する。次にシャフト
２に基準面７をフライス加工し、この基準面７を基準と
して永久磁石部材１に幅ｂ＝１０mm、深さｔ＝３mmの凹
溝５を加工する。

【００１５】次に図２において４ｂは磁石片素材であ
り、異方性フェライト磁石（日立金属製ＹＢＭ−２Ｂ）
によって幅ｂ₁ ＜１０mm、高さｈ＝４mmに形成し、接着
剤を介して凹溝５内に固着する。この場合、磁石片素材
４ｂの幅寸法ｂ₁ は凹溝５の幅寸法ｂより若干小に形成
し、高さ寸法ｈは凹溝５の深さ寸法ｔより若干大に形成
しておく。なお磁石片素材４ｂの凹溝５内における僅か
な偏り若しくは傾きは許容され得るが、固着を完全にす
る必要がある。

【００１６】図３は永久磁石部材１および磁石片４の外
形を加工した状態を示し、図２に示す磁石片素材４ｂが
略かまぼこ状の磁石片４に成形される。図４は本発明の
実施例における着磁手段の例を示す要部端面図であり、
同一部分は前記図１ないし図３と同一の参照符号で示
す。図４において、１０は着磁ヨークであり、例えば軟
鉄のような強磁性材料により中空円筒状に形成し、略額
縁状のスリット１１を穿設し、それらの中央部に軸方向
に延びるヨーク片１２が突出するように形成する。そし
て上記スリット１１内には着磁コイル１３を巻装する。

【００１７】なお現像極Ｎ₂ に対向するヨーク片１２は
２個に分割すると共に、ヨーク片１２，１２間に例えば
幅４mm、厚さ６mmに形成した磁石片１４を、磁石片４ａ
と空隙１５を介して設ける。磁石片１４は例えばＮｄ−
Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石（日立金属製ＨＳ−３７）によって
形成し、厚さ方向に着磁する。この場合、現像極Ｎ₂を
着磁するには、着磁ヨーク１０側のヨーク片１２の下端
はＳ極になるように、また磁石片１４の下端はＮ極とな
るように形成する。矢印は磁力線の向きを示している。

【００１８】上記の構成により、永久磁石部材１と着磁
ヨーク１０との相対位置をシャフト２に設けた基準面７
を基準として位置決めし、コンデンサ型着磁電源（図示
せず）により着磁コイル１３に通電し、１２ｋＯｅのパ
ルス磁場を印加して着磁した。この結果、直径３０mmの
スリーブ上の表面磁束密度１０００Ｇが得られた。なお
現像極すなわち磁石片４ａ上には、前記図６の曲線ａに
て示されるようなＮ極性の２山のピークを有する磁束密
度分布が現れることを確認した。この場合、中央部の磁
束密度の落込量はピーク値より３００Ｇであり、前記図
５に示すような凹溝６を設けたものと同様である。すな
わちこのような凹溝６を設けなくても、２山ピークを有
する磁束密度分布が得られるのである。

【００１９】結局磁石片１４による磁束は、空隙１５
（透磁率μ＝１）を通過せず、ヨーク片１２，１２（透
磁率μ＝５００）に集中し、かつ着磁コイル１３による
磁束と相殺されて磁石片４ａに向かう結果、鋭い２山の
着磁磁界を形成でき、２山ピークを有する磁束密度分布
を有するように着磁することができるのである。

【００２０】本実施例において、現像極に対向するヨー
ク片が２個の場合について記述したが、３個以上とする
こともできる。また本発明において、永久磁石部材に埋
設する磁石片を構成する材料は、永久磁石部材を構成す
る材料より高い磁束密度を得ることができる材料を選定
することが好ましい。なお磁石片を永久磁石部材に設け
た凹溝内に固着した後の外形加工を円滑に行うために、
磁石片と永久磁石部材とは同一の被加工性を有すること
が望ましく、例えば永久磁石部材を等方性フェライトと
し、磁石片を異方性フェライトとする組み合わせは好例
である。また磁石片の横断面輪郭の形状は、適用すべき
マグネットロールに要求される性能、寸法等により適宜
に選定されるべきであり、正方形、矩形その他の幾何学
的形状を含む形状にすることができる。また上記の磁石
片としては、希土類コバルト系焼結磁石などの他の希土
類磁石を使用することができる。

【００２１】

【発明の効果】本発明は以上記述のような構成および作
用であるから、硬質の磁石片に凹溝を加工することな
く、現像極に同一極性の複数のピークを有する磁束密度
分布が現れるように形成することができる。また上記現
像極は、永久磁石部材のシャフトの基準面を基準として
着磁されるから、磁石片に形成される現像極の位置ずれ
が極めて小であり、高精度のマグネットロールを製造す
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製造工程を示す説明図
である。

【図２】本発明の実施例における製造工程を示す説明図
である。

【図３】本発明の実施例における製造工程を示す説明図
である。

【図４】本発明の実施例における着磁手段の例を示す要
部端面図である。

【図５】従来の改良提案になる構成のマグネットロール
の例を示す要部端面図である。

【図６】図５における磁石片４によって生ずる磁束密度
分布を示す図である。

【図７】従来のマグネットロールの例を示す横断面図で
ある。

【符号の説明】

１ 永久磁石部材 ４，１４ 磁石片 ５ 凹溝 １２ ヨーク片

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸心部に支持用のシャフトを備えると共
   に、外周面に軸線方向に延びかつ円周方向に複数個の磁
   極が現れるように形成した永久磁石部材の特定の磁極部
   分に軸方向に延びる凹溝を設け、この凹溝内に、同一極
   性の複数のピークを有する磁束密度分布が現れるように
   形成した磁石片を固着して現像極を構成してなるマグネ
   ットロールの製造方法において、 シャフトの軸線を基準として永久磁石部材に軸線方向に
   延びる凹溝を加工し、この凹溝内に凹溝の深さ寸法より
   大なる厚さ寸法を有する磁石片を固着し、永久磁石部材
   および磁石片の外周を加工し、複数個のヨーク片間に前
   記磁石片と対向する希土類磁石を設けて構成した着磁ヨ
   ークにより前記磁石片を多極着磁することを特徴とする
   マグネットロールの製造方法。
2. 【請求項２】 永久磁石部材を等方性若しくは異方性の
   永久磁石により、および磁石片を異方性永久磁石により
   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
   ールの製造方法。