JP2003188011A - マグネットローラの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 マグネットピースを周方向に組み合わせて形
成されるマグネットローラの、長手方向端部の磁力を中
央部の磁力とほぼ等しく形成することができ、しかも、
円柱状のマグネットローラを形成したあと、これを研削
等して磁力調整する必要のないマグネットローラの製造
方法を提供する。 【解決手段】 マグネットピースを、少なくともその周
方向一部分において、長手方向の両端部の磁力が、長手
方向中央部の磁力よりも低くなるよう着磁した後、この
マグネットピースを残余のマグネットピースと組み合わ
せてマグネットローラを製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シャフトの外周
に、樹脂バインダに磁性粉体を混合分散した樹脂材料よ
りなる複数の棒状のマグネットピースを、周方向に隣接
させて、円柱状に形成されるシャフト付マグネットロー
ラの製造方法に関し、特にその長手方向の磁力分布を改
善したものに関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機、プリンタ等の電子写真装置や静
電記録装置などにおいて、感光ドラム等の潜像保持体上
の静電潜像を可視化する現像方式として、回転するスリ
ーブ内に樹脂磁石により形成されたマグネットローラを
配設し、スリーブ表面に担持したトナーをマグネットロ
ーラの磁力特性により潜像保持体上に飛翔させる、ジャ
ンピング現象によって、潜像保持体表面にトナーを供給
し、静電潜像を可視化する現像方法が知られている。

【０００３】そのマグネットローラを製造するに際して
は、ナイロンやポリプロピレン等の熱可塑性樹脂のバイ
ンダにフェライト等の磁性粉体を混合分散した樹脂材料
を、金型のキャビティの磁場内に射出したり、あるい
は、磁場内でこの樹脂材料を押し出したりして、扇形の
断面を持つ棒状のマグネットピースを形成した後、これ
らのマグネットピースを、シャフトの周りに周方向に互
いに隣接させ、円柱状に組み合わせて製造する方法が、
広く行われている。

【０００４】図８は、このようにしてできるマグネット
ローラ８１を示す略線断面図であり、このマグネットロ
ーラ８１は、Ｎ１、Ｓ１、Ｎ２、Ｓ２のそれぞれの磁極
を有する四個のマグネットピース９１〜９４をシャフト
８２の回りに周方向に互いに隣接させて配置して形成さ
れる。このように形成されたマグネットローラ８１は、
その長手方向中央部分では、所期した周方向の磁力分布
を得ることができるものの、長手方向両端部において
は、磁力が、長手方向中央部分より高くなる、いわゆ
る、肩上がり現象が起こり、このため、このようなマグ
ネットローラを複写機等に用いた場合には、長手方向端
部で所期したその性能を発揮することができず、端部に
対応する部分の画像が、中央部に対応する画像より濃く
なったり、あるいは、薄くなったりするという問題があ
った。

【０００５】図９は、例として、Ｎ１極の長手方向の磁
力分布を示すグラフであり、横軸はその長手方向の位置
を、縦軸はぞれぞれの長手方向位置での磁力を示し、Ｐ
ｃはこのマグネットローラ８１の長手方向の中心の点を
示し、マグネットローラの磁力を機能させるべき有効部
分の両端部を、それぞれ、Ｐ１およびＰ２で示す。Ｐ１
およびＰ２の間に位置し、これらの点の近傍の端部付近
では、その磁力が中央部に比して高くなる、いわゆる肩
上がり現象が生じる。そして、この肩上がり現象を有す
るマグネットローラを複写機等の装置に搭載して用いた
場合、マグネットローラのこの肩上がり部分に対応する
画像の端が画像不良を引起す可能性を持つことになるわ
けである。

【０００６】この問題に対処するため、従来は、マグネ
ットローラを円柱状に形成した後、予め定められた手順
で、もしくは、磁力を測定した結果に合わせて、マグネ
ットローラの長手方向端部の所定部分を研削加工するこ
とにより磁力調整を行っていた。このため、磁力調整の
ための磁力測定や研削作業等の工程が必要となり、この
ための余計な工数と設備投資が発生していた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
問題点に鑑みてなされたものであり、マグネットピース
を周方向に組み合わせて形成されるマグネットローラ
の、長手方向端部の磁力を中央部の磁力とほぼ等しく形
成することができ、しかも、円柱状のマグネットローラ
を形成したあと、これを研削等して磁力調整する必要の
ないマグネットローラの製造方法を提供することを目的
とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明はなされたものであり、その要旨構成ならび
に作用を以下に示す。

【０００９】請求項１に記載のマグネットローラの製造
方法は、シャフトの外周に、樹脂バインダに磁性粉体を
混合分散した樹脂材料よりなる複数の棒状のマグネット
ピースを、周方向に隣接させて、円柱状に形成され、円
柱の周面上に、長手方向に延在する磁極を複数極有する
シャフト付マグネットローラの製造方法において、少な
くとも一つの上記マグネットピースを、少なくともその
周方向一部分において、長手方向の両端部の磁力が、長
手方向中央部の磁力よりも低くなるよう着磁した後、こ
のマグネットピースを残余のマグネットピースと組み合
わせて形成するものである。

【００１０】従来のマグネットローラにおいて、磁力が
端部で肩上がりする原因を調査するため、マグネットピ
ース単体の長手方向磁力分布と、マグネットローラに組
み合わせた後の、このマグネットピースの部分の磁力分
布を比較した。その結果、マグネットピース単体の磁力
分布では端部肩上がりがあるものの、マグネットピース
が組み合わさった後のマグネットロールでは、この部分
の端部の磁力はさらに大きく肩上がりが生じていること
が分かった。

【００１１】本発明に係るマグネットローラの製造方法
は、新たに得られたこの知見に基づいてなされたもので
あり、この製造方法によれば、マグネットピースを形成
する段階では、組み合わせ時の端部肩上がりによる磁力
増加の分だけ、長手方向端部磁力を長手方向中央部分に
比して低くして置き、これを他のピースと組み合わせた
段階で発生する肩上がり現象効果により、端部の磁力が
ちょうど中央部分の磁力とほぼ同じくすることができる
ことができるので、長手方向に均一な磁力分布をもつマ
グネットローラを形成することができ、しかも、円柱状
のマグネットローラを形成後にこれを研削する等の工程
を必要とせず、簡易にそして安価にマグネットローラを
製造することができる。

【００１２】請求項２に記載のマグネットローラの製造
方法は、請求項１に記載するところにおいて、前記複数
極の磁極のうち、互いに隣接し同じ極性を有する少なく
とも一対の反発極を有し、これらの反発極同士の間の周
面に、磁力がほぼゼロで、周方向の磁力分布が平坦なゼ
ロガウス帯を設けたマグネットローラの製造方法であっ
て、このゼロガウス帯を含み、この両側の反発極に隣接
する部分を、長手方向の両端部の磁力が、長手方向中央
部の磁力よりも低くなるよう着磁する前記マグネットピ
ースとするものである。

【００１３】複写機等に用いられるマグネットローラに
おいて、トナーの回収率を向上させるため、マグネット
ローラの周上に配置した複数の磁極もうち、少なくとも
一組の互いに隣接する反発極を配置し、これらの反発極
同士の間の周面に、磁力がほぼゼロで、周方向の磁力分
布が平坦なゼロガウス帯をもつマグネットローラが用い
られている。このようなゼロガウス帯は、一般的に、そ
れ自体の磁化の強さが小さいため、その周方向両側に位
置する反発極の影響を受け、その磁力分布は不安定にな
りやすく、特に、その長手方向端部の磁力は、端部の不
連続さによる影響を受けて、さらに不安定となり、通常
の磁極よりも端部の磁力の肩上がり現象を抑制するのが
むつかしいという問題があった。

【００１４】このマグネットローラの製造方法において
は、ゼロガウス帯を含み、反発極間に隣接して組み合わ
されるマグネットピースの長手方向の両端部の磁力が、
長手方向中央部の磁力よりも低くなるよう着磁するの
で、これをマグネットローラに組み合わせた後、端部磁
力の肩上がり作用により、長手方向の磁力を均一とする
ことができるので、特に有利な効果をもたらすことがで
きる。

【００１５】請求項３に記載のマグネットローラの製造
方法は、請求項２に記載するところにおいて、前記ゼロ
ガウス帯を具えたマグネットピースを、シャフトの外周
面に対応する、断面湾曲形状に形成され長手方向に延在
する内周面の側に前記反発極と逆の極性を有する磁極を
形成し、内周面に隣接する両側の側面の側に、それぞ
れ、反発極と同じ極性を有する磁極を形成した後、この
マグネットピースを消磁し、その後、マグネットピース
の内周面側の対向位置に、内周面を反発極と逆の極性に
着磁する着磁ヨークを配置し、両方の前記側面の側の対
向位置に、これら側面を反発極と同じ極性に着磁する着
磁ヨークを配置するとともに、外周面側の長手方向両端
部分の対向位置に、これら両端部分にゼロガウス帯と逆
の極性の磁力を加える着磁ヨークを配置して、長手方向
の両端部の磁力が、長手方向中央部の磁力よりも低くな
るよう着磁するものである。

【００１６】このマグネットローラの製造方法は、前述
の通り、特にその磁力形成が難しいゼロガウス帯に関し
たもので、シャフトの内周面の側に前記反発極と逆の極
性の磁極を形成し、両側の側面の側に、それぞれ、前記
反発極と同じ極性の磁極を形成した後、このマグネット
ピースを消磁し、その後、マグネットピースの内周面側
の対向位置に、内周面を反発極と逆の極性に着磁する着
磁ヨークを配置し、両方の前記側面の側の対向位置に、
これら側面を反発極と同じ極性に着磁する着磁ヨークを
配置するので、このマグネットピース内に、その両側面
から内周面に向かって強く配向した磁石を形成すること
により、このマグネットピースの外周面から外部に向か
う磁力線の数を抑制して、ゼロガウス帯の磁力をほぼゼ
ロとすることができる。

【００１７】さらに、このマグネットローラの製造方法
では、マグネットピースを消磁した後、このマグネット
ピースの内周面および両側面に配置した前述の着磁ヨー
クに加えて、外周面側の長手方向両端部分の対向位置の
両端部分にも、ゼロガウス帯と逆の極性の磁力を加える
着磁ヨークを配置することにより、このマグネットピー
スの長手方向の両端部の磁力が、長手方向中央部の磁力
よりも低くなるよう着磁するので、前述の通り、これを
円柱状のマグネットローラに組み合わせた後、ゼロガウ
ス帯での長手方向の磁力分布が均一なマグネットローラ
を形成することができる。

【００１８】請求項４に記載のマグネットローラの製造
方法は、請求項３に記載するところにおいて、マグネッ
トピースの外周面側の長手方向両端部分の対向位置に配
置する前記着磁ヨークを、長手方向中央部から遠ざかる
につれてマグネットピースの周面に近接するよう傾斜さ
せて配置するものである。

【００１９】このマグネットローラの製造方法によれ
ば、マグネットピースの外周面側の長手方向両端部分の
対向位置に配置する前記着磁ヨークを、長手方向中央部
から遠ざかるにつれてマグネットピースの周面に近接す
るよう傾斜させて配置したので、マグネットピースのゼ
ロガウス帯に、長手方向の中央部から端部に向かって滑
らかに磁力が低下する磁力分布を形成することができ、
この磁力分布は、このマグネットピースをマグネットロ
ーラに組み合わせたときに現れる端部肩上がり作用とち
ょうど打ち消すように作用するので、マグネットピース
を組み合わせた後の状態において、長手方向の中央部分
から端部まで均一な磁力分布のゼロガウス帯を持つマグ
ネットローラを形成することができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図１〜図７に基づいて説明する。図１は、本発明に
係るマグネットローラ１の断面を示す略線断面図であ
る。マグネットローラ１はシャフト２の周りに、周方向
に互いに隣接する六個の棒状のマグネットピース１１〜
１６を組み合わせて形成され、これらのマグネットピー
ス１１〜１６は、それぞれ、順にＮ１〜Ｎ３極、Ｓ１
極、Ｓ２極の磁極およびゼロガウス帯Ｎ０を有する。こ
こで、Ｎ１〜Ｎ３極はＮ、Ｓ１〜Ｓ２極はＳの極性をも
つ磁極であり、このうち、Ｎ２とＮ３とが対をなす反発
極である。

【００２１】図２は、このマグネットローラ１の周面上
の磁力を測定した、周方向の磁力パターンを示すグラフ
であり、横軸は周方向の位置を角度で表し、縦軸は磁力
の大きさを表す。マグネットローラ１は、対をなす反発
極Ｎ２とＮ３との間に、磁力の極性がＮで、磁力がほぼ
ゼロのまま周方向に平坦に広がる磁力分布をもつゼロガ
ウス帯を設けている。

【００２２】図３は、マグネットローラ１に組み合わせ
る前のマグネットピース１６におけるゼロガウス帯Ｎ０
の長手方向の磁力分布を表すグラフであり、横軸は長手
方向の位置を表し、縦軸は磁力の大きさを表す。Ｐ１〜
Ｐ２の範囲が、このマグネットロール１を装置に装着し
たときの磁力の有効範囲であり、このマグネットロール
の製造方法においては、マグネットピース１６を着磁す
るに際して、Ｐ１およびＰ２の近傍の端部付近の長手方
向位置における磁力を、長手方向中央部の磁力より小さ
く形成し、しかも、この磁力を端部に向かうほど小さく
なるよう形成する。

【００２３】図４は、マグネットピース１６を他のマグ
ネットピース１１〜１５と組み合わせてマグネットロー
ラ１を形成した後の、ゼロガウス帯Ｎ０の長手方向磁力
分布を示すグラフであり、マグネットピース１１〜１６
を組み合わせた後のマグネットローラでは、ゼロガウス
帯Ｎ０の磁力を、長手方向に均一に分布させ、しかもそ
の磁力をほぼゼロになるように制御することが可能であ
ることを示している。

【００２４】このように、マグネットローラ１に長手方
向に均一な磁力分布を付与するためには、マグネットロ
ーラ１に組み合わせ前のマグネットピース１６のゼロガ
ウス帯における端部磁力を中央部より小さくしておくこ
とが肝要であり、これは次に例示する方法で達成するこ
とができる。

【００２５】まず、磁性紛を混合した樹脂材料を、磁場
をかけた金型のキャビティ内に射出するか、あるいは、
この材料を、磁場をかけた押出ヘッド内を押出して、マ
グネットピース１６を成型する。図５は、この段階で成
型されたマグネットピース１６の断面における磁性紛の
配向を示す断面図であり、磁性紛の配向が、このマグネ
ットピース１６の内周面２１側をＳ極とし、両側面２２
の側をＮ極となるよう、金型もしくは押出しヘッドに磁
場をかけて成型する。次いで、このマグネットピース１
６に、交流磁場をかけて、一旦これを消磁したあと、こ
のマグネットピース１６の周囲に着磁ヨークを配置し
て、このピース１６を着磁する。

【００２６】図６は、着磁ヨークの配置を示す側面図で
あり、図７は、図６のVII−VII断面を示す断面図であ
る。マグネットピース１６の内周面２１に対向させて極
性がＮの着磁ヨーク３１を配置し、そして、両方の側面
２２に対向させて極性がＳの着磁ヨーク３２を配置し、
内周面２１をＳ極に、両側面２２をＮ極に着磁する。

【００２７】このとき同時に、マグネットピース１６の
外周面２３の両端部に、極性がＮの着磁ヨーク３３を配
置することにより、もともと、わずかＮ極側に配向した
セロガウス帯Ｎ０の端部の磁力を減磁する。さらに、着
磁ヨーク３３を、マグネットピース１６の長手方向中央
部から端部に向かうにしたがって、徐々に、マグネット
ピース１６の外周面２３に近接するよう傾斜して配設
し、そのため、マグネットピース１６の外周面２３と着
磁ヨーク３３との間に、断面三角形状の非磁性のスペー
サ３４を設けている。

【００２８】以上のように着磁ヨーク２１〜２３を配設
して、マグネットピース１６を着磁することにより、図
３に示す、長手方向端部の磁力が、中央部の磁力より低
い磁力分布のゼロガウス帯Ｎ０を有するマグネットピー
ス１６を形成することができる。

【００２９】ここにおいて、着磁ヨーク３３の作用は、
もしこれがなければ、このマグネットピース１６は、端
部磁力が肩上がりした、図１０に示すような長手方向磁
力分布を示すこととなり、このようなマグネットピース
１６をマグネットロールに組み合わせると、長手方向の
端部の磁力がさらに強調されて肩上がりしてしまい、実
用に供することができなかったものを改善したことにあ
る。

【００３０】なお、上述の製造方法において、磁場中成
型したマグネットピース１６を一旦消磁した後、再着磁
を行ったが、消磁をせずに、再着磁を行っても、着磁条
件次第では同様の効果を得ることができる。また、この
実施形態では、ゼロガウス帯をもつマグネットピース１
６について説明したが、その効果の大小は別として、他
のマグネットピース１１〜１５に対しても、これらを、
マグネットロールに組み込む前の状態で、長手方向端部
の磁力を中央部の磁力より減じておくことによって、マ
グネットロールに組み合わせた後の長手方向の磁力分布
をより均一なものとすることができる。

【００３１】

【実施例】磁性紛を混合した樹脂材料を、磁場をかけた
金型内に射出してマグネットピース１６を成型した後こ
れを消磁し、その後、図６、図７に示すように着磁ヨー
ク３１〜３３を配置して、マグネットピース１６を再着
磁し、このピース１６を組み込んで、図１に示す断面と
して製造したマグネットローラ１を実施例とし、この実
施例のマグネットローラ１のゼロガウス帯Ｎ０の長手方
向の磁力分布を測定し、図６に示す着磁ヨークのうち着
磁ヨーク３３を配置しないでマグネットピース１６を着
磁して形成した従来のマグネットロールの磁力分布と比
較した。従来例のマグネットロールの製造方法は、着磁
ヨーク３３を配置していない以外は、実施例のマグネッ
トロールの製造方法と全く同じである。

【００３２】また、この比較に供したマグネットロール
の外径は１４．５ｍｍである。そして、このマグネット
ロールの外周に配置して用いるスリーブの外径は１６ｍ
ｍであり、したがって、このマグネットロールの磁力の
測定に際し、測定プローブの先端を、マグネットロ−ル
の軸心から８ｍｍ離した位置に配置した。

【００３３】表１は、実施例と従来例とのマグネットロ
ールのゼロがウス帯の長手方向の磁力分布の測定結果
を、それぞれ、端部磁力の最大値、および、長手方向磁
力有効範囲における最大磁力から最小磁力を差し引いた
磁力バラツキで示したものである。このマグネットロー
ルを装置に装着して、画像を印刷するのに際し、問題の
ないマグネットロールの端部磁力の最大値および磁力バ
ラツキは、それぞれ、４ｍＴ、３ｍＴであり、表１は、
従来例のマグネットロールでは許容されないゼロガウス
帯の磁力分布が、実施例の製造方法により製造したマグ
ネットロールでは、許容されるレベルに改善されたこと
を示している。

【表１】

【００３４】

【発明の効果】以上述べたところから明らかなように、
本発明によれば、マグネットピースを、少なくともその
周方向一部分において、長手方向の両端部の磁力が、長
手方向中央部の磁力よりも低くなるよう着磁した後、こ
のマグネットピースを残余のマグネットピースと組み合
わせてマグネットローラを製造するので、長手方向に均
一な磁力分布を有するマグネットローラを、円柱状にし
た後、磁力調整することなしに製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るマグネットローラを示す略線断
面図である。

【図２】 本発明に係るマグネットローラの磁力パター
ン図である。

【図３】 マグネットピースのゼロガウス帯の磁力分布
を示すグラフである。

【図４】 マグネットローラのゼロガウス帯の磁力分布
を示すグラフである。

【図５】 マグネットピースの磁化の配向を示す断面図
である。

【図６】 着磁ヨークの配置を示す側面図である。

【図７】 図６のVII−VII断面図である。

【図８】 従来の方法で製造したマグネットロールの断
面図である。

【図９】 従来の方法で製造したマグネットロールのＮ
極の磁力分布を示すグラフである。

【図１０】 従来の方法で着磁したマグネットピースの
ゼロガウス帯の磁力分布を示すグラフである。

【符号の説明】 １ マグネットロール ２ シャフト １１〜１６ マグネットピース ２１ マグネットピースの内周面 ２２ マグネットピースの側面 ２３ マグネットピースの外周面 ３１、３２、３３ 着磁ヨーク Ｎ１〜Ｎ３、Ｓ１、Ｓ２ 磁極 Ｎ０ ゼロガウス帯

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シャフトの外周に、樹脂バインダに磁性
   粉体を混合分散した樹脂材料よりなる複数の棒状のマグ
   ネットピースを、周方向に隣接させて、円柱状に形成さ
   れ、円柱の周面上に、長手方向に延在する磁極を複数極
   有するシャフト付マグネットローラの製造方法におい
   て、 少なくとも一つの上記マグネットピースを、少なくとも
   その周方向一部分において、長手方向の両端部の磁力
   が、長手方向中央部の磁力よりも低くなるよう着磁した
   後、このマグネットピースを残余のマグネットピースと
   組み合わせて形成するマグネットローラの製造方法。
2. 【請求項２】 前記複数極の磁極のうち、互いに隣接し
   同じ極性を有する少なくとも一対の反発極を有し、これ
   らの反発極同士の間の周面に、磁力がほぼゼロで、周方
   向の磁力分布が平坦なゼロガウス帯を設けたマグネット
   ローラの製造方法であって、 このゼロガウス帯を含み、この両側の反発極に隣接する
   部分を、長手方向の両端部の磁力が、長手方向中央部の
   磁力よりも低くなるよう着磁する前記マグネットピース
   とする請求項１に記載のマグネットローラの製造方法。
3. 【請求項３】 前記ゼロガウス帯を具えたマグネットピ
   ースを、シャフトの外周面に対応する、断面湾曲形状に
   形成され長手方向に延在する内周面の側に前記反発極と
   逆の極性を有する磁極を形成し、内周面に隣接する両側
   の側面の側に、それぞれ、反発極と同じ極性を有する磁
   極を形成した後、このマグネットピースを消磁し、 その後、マグネットピースの内周面側の対向位置に、内
   周面を反発極と逆の極性に着磁する着磁ヨークを配置
   し、両方の前記側面の側の対向位置に、これら側面を反
   発極と同じ極性に着磁する着磁ヨークを配置するととも
   に、外周面側の長手方向両端部分の対向位置に、これら
   両端部分にゼロガウス帯と逆の極性の磁力を加える着磁
   ヨークを配置して、長手方向の両端部の磁力が、長手方
   向中央部の磁力よりも低くなるよう着磁する請求項２に
   記載のマグネットローラの製造方法。
4. 【請求項４】 マグネットピースの外周面側の長手方向
   両端部分の対向位置に配置する前記着磁ヨークを、長手
   方向中央部から遠ざかるにつれてマグネットピースの周
   面に近接するよう傾斜させて配置する請求項３に記載の
   マグネットローラの製造方法。