JP2000081789A - マグネットロール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本体部に形成した溝内に磁石片を埋設したマ
グネットロールにおいて、当該マグネットロール外形の
寸法精度を向上させ、磁極、特に主磁極における表面磁
束密度が低下せず、製造工程を簡易化してそのコストを
低下させ得るマグネットロールを提供することを目的と
する。 【解決手段】 等方性のフェライト系樹脂結合型磁石か
らなる本体部5 が、その外周面に周方向に亘り複数の磁
極（Ｎ１，Ｎ２，Ｓ１，Ｓ２）を有するように着磁さ
れ、該磁極のうち主磁極（Ｎ１）における外周面に軸線
に沿った溝6 を有し、当該溝内に４kOe 以上の保磁力を
有する樹脂結合型磁石片7 が配設され、前記本体部5 が
押出成形により形成されるマグネットロールである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、レーザー
プリンターまたはファクシミリの受信装置などの画像形
成装置において、電子写真プロセスを採用した電子写真
装置に組み込まれるマグネットロールに関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真装置に組み込まれるマグネット
ロールは、トナーを静電潜像担持体へ供給し静電潜像を
顕在化させて現像を行う現像ロールや、その顕在化した
トナー像を用紙に転写した後の静電潜像担持体上の残存
トナーを除去するクリーニングロールなどに適用され
る。マグネットロールを現像ロールとして適用する場
合、図５の概略断面図に示すように、マグネットロール
40は、シャフト（軸部）41の外周上に、磁石材料からな
る本体部42を形成して構成され、アルミニウム合金など
からなる中空円筒状の現像スリーブ43に内蔵されて用い
られる。このようなマグネットロール40の本体部42の外
周面には、複数の磁極が着磁されており、これら磁極の
うち最も高い表面磁束密度を有するものを主磁極と呼
び、現像極として用いることが多い。

【０００３】近年、本体部42の磁石材料としては、焼結
磁石や鋳造磁石と比べると磁石性能がやや劣るものの、
寸法精度が良く、成形が容易なため製造コストが低くて
済む樹脂結合型磁石（磁粉をプラスチックやゴムなどの
樹脂結合剤と混合し成形した磁石）を用いる傾向にあ
る。

【０００４】また従来のマグネットロールとして特に主
磁極における表面磁束密度を高めるものが、特許第２５
４５６０１号公報（以下「公報」という。）に開示され
ている。この従来のマグネットロールは、図６の(a) ，
(b) の概略断面図に示すように、フェライト系磁石材料
からなる本体部50（51）の磁極（Ｎ極）若しくはその近
傍に設けられた溝52（53）内に、希土類系樹脂結合型の
磁石片54（55）を埋設してなるものである。フェライト
系磁石は、加工性や磁束密度の均一性が良好ではある
が、高磁束密度を得られないという欠点があったが、こ
のように磁石片を本体部に埋設することで、その欠点を
補うことができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者らは、前記公報記載のマグネットロールを詳細に研究
した結果、以下に示す（１）〜（３）の問題点を見出し
た。

【０００６】（１）前記公報記載のマグネットロール
は、本体部の磁気特性を向上させるため、当該本体部が
焼結磁石若しくは異方性の樹脂結合型磁石からなるもの
としている。しかしながら、本体部が焼結磁石からなる
場合、焼結磁石は高価であり製造コストが高くなる一因
となり、マグネットロール本体部に割れや欠けが発生し
易く歩留まりが低下するという問題が生じた。また、本
体部が異方性の樹脂結合型磁石からなる場合は、本体部
を押出成形により賦形する際にこの本体部に異方性を付
与するため、外部磁場を印加し磁性粒子の磁化容易軸を
配向させる磁気回路を金型内に組み入れる必要がある
が、この磁気回路の設計・組み入れは製造コストを高く
する一因となるという問題がある。さらなる問題は、異
方性を付与された成形品が冷却過程で変形し、規定の寸
法精度を達成できないことである。例えば、図７(a) に
示すように、ダイス60に導磁路61，62，63，64を設け、
図中の矢印で示す配向磁界を形成して本体部を押出成形
すると、その成形品（本体部）65は、図７(b) に示すよ
うに凸部66，67，68，69を有して変形してしまう。これ
により、磁極を着磁する位置はこれら凸部に限定される
ため、その位置管理が複雑になるとともに、４極を超え
る多極を着磁したときには所望の磁気特性が得られにく
いという問題が生ずる。

【０００７】（２）また、前記公報記載のマグネットロ
ールは、成形後の本体部の軸心に、接着剤や熱収縮チュ
ーブなどを用いて、軸部を固着するものなので、本体部
と軸部との相対位置がずれ易いという問題がある。例え
ば、図５に示したように、シャフト41の左端には、電子
写真装置に装着するためのＤカット44が形成されてい
る。このＤカットと磁極との相対位置は設計段階で決め
られており、この相対位置がずれたマグネットロール
は、電子写真装置に装着してもその機能を発揮し得ない
ため、不良品となる。また、接着剤や熱収縮チューブな
どを用いる必要があるため、製造コストが上昇すること
も挙げられる。

【０００８】（３）また、本体部に埋設する磁石片とし
て希土類系樹脂結合型磁石を用いているが、希土類系樹
脂結合型磁石は、フェライト系樹脂結合型磁石に比べて
保磁力（iHc ）が大きいため、この希土類系樹脂結合型
磁石片を溝内に埋設後、着磁のために外部磁場（大きさ
が約３０kOe 以上の磁場）を印加すると、本体部の磁気
特性を変化させてしまう。

【０００９】本発明は、上記公報記載のマグネットロー
ルが有する問題に鑑み、本体部に形成した溝内に磁石片
を配設してなるマグネットロールにおいて、該マグネッ
トロールの寸法精度を向上させ、磁極、特に主磁極にお
ける表面磁束密度の強度を高め、製造工程を簡易化して
そのコストを低下させ得るマグネットロールを提供する
ことを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の第１のマグネットロールは、円筒状の本体
部と該本体部の両端を支持する軸部とからなるマグネッ
トロールにおいて、等方性のフェライト系樹脂結合型磁
石からなる本体部が、その外周面に周方向に亘り複数の
磁極を有するように着磁され、該磁極のうち主磁極およ
びその近辺の外周面に軸線に沿った溝を有し、当該溝内
に４kOe 以上の保磁力を有する樹脂結合型磁石片が配設
されることを特徴としており、好ましくは、前記本体部
が押出成形により形成される。

【００１１】前記本体部は、その外周面に軸線に沿った
溝を形成するように押出成形されるのが好ましい。

【００１２】また前記本体部を押出成形した後に、前記
の溝を機械加工により形成し当該溝内に磁石片を配設し
てもよい。

【００１３】また、本発明の第２のマグネットロール
は、円筒状の本体部と該本体部の両端を支持する軸部と
からなるマグネットロールにおいて、フェライト系樹脂
結合型磁石からなる本体部が、その外周面に周方向に亘
り複数の磁極を有するように着磁され、該磁極のうち主
磁極およびその近辺の外周面に軸線に沿った溝を有し、
当該溝内に４kOe 以上の保磁力を有する樹脂結合型磁石
片が配設されることを特徴としており、好ましくは、前
記本体部が射出成形により形成される。

【００１４】前記本体部を射出成形する場合は、その成
形空間を構成する金型に凸条を設けるなどし、射出成形
時に本体部外周面に軸線に沿った溝を成形することが好
ましい。

【００１５】また、前記本体部を射出成形した後に、前
記の溝を機械加工により形成し当該溝内に前記樹脂結合
型磁石片を配設してもよい。

【００１６】また、前記軸部と本体部とは、一体的に射
出成形されることが好ましいが、金型内にインサートし
た軸部の外周上に本体部を射出成形することもできる。

【００１７】前記の射出成形法の中でも、特にいわゆる
ＥＩ法（Extrusion Injection 法）を用いることが好ま
しい。これは、本体部を成形するための成形空間を内部
に有し、軸方向一端に樹脂材料充填孔を備えたメイン成
形型と、前記成形空間を閉じた状態で軸方向に進退自在
として当該成形空間を広狭せしめるスライド型とを備
え、前記樹脂材料充填孔を通して射出される樹脂材料の
圧力に応じてスライド金型が後退して本体部が成形され
るというものである。このＥＩ法は、軸部と本体部とを
一体成形する場合、および金型内に軸部をインサートし
当該軸部の外周上に本体部を射出成形する場合の双方に
適用され得る。

【００１８】さらに、いわゆる２色成形機を用いて、前
記本体部を成形する一次射出成形工程と、当該溝内に樹
脂結合型磁石片を成形する二次射出成形工程とにより、
前記のマグネットロールを作製することも好ましい。

【００１９】以上の如き、第１および第２のマグネット
ロールに用いる樹脂結合型磁石片を、前記の２色成形機
を用いる場合を除き、着磁後に溝内に埋設することもで
きる。

【００２０】また、上記の溝内に配設する磁石片として
は、特に保磁力（iHc ）が４kOe 以上の希土類系樹脂結
合型磁石片を用いることが好ましい。

【００２１】前記希土類系樹脂結合型磁石片としては、
希土類金属（Ｒ），ＦｅおよびＢを主成分としたＲ−Ｆ
ｅ−Ｂ系樹脂結合型磁石、もしくは、Ｒ，ＦｅおよびＮ
を主成分としたＲ−Ｆｅ−Ｎ系樹脂結合型磁石、特には
前記希土類金属（Ｒ）がＳｍまたはＮｄであるものが好
ましい。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明に係る代表的な種々の実施の形態について説明する。

【００２３】図１は、本発明に係る磁気シリンダー1 の
一実施例を示す概略斜視図である。現像ローラなどとし
て用いられる磁気シリンダー1 は、非磁性スリーブ2
と、このスリーブ2 に内蔵されたマグネットロール3 と
からなる。マグネットロール3 は、ＳＵＳやアルミニウ
ム合金，樹脂などからなる軸部4 の外周上に、フェライ
ト系樹脂結合型磁石からなる本体部5 を形成し、この本
体部5 の外周面に軸線に沿った溝6 を形成し、当該溝6
内に４kOe 以上の保磁力を有する樹脂結合型の磁石片7
を配設したものである。軸部4 の一端には、軸部4 が電
子写真装置内の軸受けに正しい位置・角度で装着される
ように、フライス加工などによりＤカット8 が施されて
いる。このＤカット8 と磁極との位置関係は、上述した
理由から正確に定める必要がある。

【００２４】また、図２の概略断面図に示すように、マ
グネットロール本体部5 の外周面には周方向に亘り複数
の磁極（Ｎ１，Ｎ２，Ｓ１，Ｓ２）が着磁されている。
これら磁極のうち主磁極であるＮ１極における表面磁束
密度の強度を高めるべく、このＮ１極近傍に形成された
溝6 内に、Ｎ１極と同極性の樹脂結合型の磁石片7 が配
設されている。このようなマグネットロール3 は、図示
するような表面磁束密度の強度の分布曲線を有する。図
中のＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの各点は、各磁極における分布曲線
のピーク点を示している。なお、本実施例では、磁石片
の配設位置はＮ１極の位置と略同じであるが、本発明で
はこれに限らず、その配設位置をＮ１極に対してやや上
流側に設けることにより、Ｎ１極における表面磁束密度
の分布形状を磁極中心位置を挟んで非対称形としてもよ
い。

【００２５】このようなマグネットロールは、押出成形
法によるものと射出成形法によるものとに大別される。
以下、押出成形法による第１実施例と、射出成形法によ
る第２実施例とに分けて説明する。

【００２６】第１実施例のマグネットロール本体部は、
その外周面に軸線に沿った溝を賦形するようなダイスを
用いて押出成形法により形成される。このダイスには、
前記本体部を構成する磁性粒子の磁化容易軸を配向させ
る磁気回路は設けられていないので、簡易な金型構造に
よる簡易なプロセスでマグネットロールを製造すること
ができる。また、得られる成形品は、前記磁性粒子の磁
化容易軸方向がランダムに分布しているので、図７
（ｂ）に示したように冷却過程で変形することがなく、
寸法精度が良い。さらには、成形後の本体部に磁極を着
磁するので、磁極位置や着磁分布を自由かつ正確に設定
できる。これにより、磁石片の配設位置と主磁極の着磁
位置との相対関係を正確に設定できるので、主磁極にお
ける表面磁束密度を所望の分布波形のものに制御し易く
なる。

【００２７】このようなマグネットロール本体部の磁石
材料は、フェライト磁粉と樹脂結合剤（バインダ）とを
主体とし、結合力を強固にするシラン系またはチタネー
ト系のカップリング剤や、溶融磁石材料の流動性を良好
にする滑剤、樹脂結合剤の熱分解を防止する安定剤など
を微量添加した混合物からなり、必要に応じてこの混合
物に難燃剤を添加したものである。フェライト磁粉とし
ては、特にＢａ系フェライトやＳｒ系フェライト、Ｍｎ
−Ｚｎ系フェライトが、高い磁気特性を確保できるので
好ましい。このようなフェライト磁粉の樹脂組成物中の
含有率は８５〜９５重量％に設定することが好ましい。
フェライト磁粉の含有率が８５重量％未満であると、磁
性粉の含有不足により磁気特性が低下する。またフェラ
イト磁粉の含有率が９５重量％を越えるとバインダ不足
となり磁石の成形性が低下する。また前記樹脂結合剤と
しては、既知の熱可塑性樹脂、例えば、塩化ビニール樹
脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレ
ン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテ
ル樹脂、ＡＢＳ樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポ
リアセタールなどが挙げられる。

【００２８】また、前記溝内に配設される磁石片は、磁
性粉と樹脂結合剤とを主体とした混合物からなり、その
成形方法は、プレス成形、射出成形および押出成形の何
れの方法でもよいが、主磁極における表面磁束密度の強
度を高めるため、保磁力（iHc ）が４kOe のものに成形
される。なお、この磁石片は異方性、等方性の何れのも
のでもよいが、着磁の際に要する磁力が小さくて済む観
点からは、前者が望ましい。

【００２９】磁石片を構成する磁性粉としては、高磁束
密度を得られる観点から、希土類元素（Ｒ）−Ｆｅ−Ｂ
系磁粉もしくはＲ−Ｆｅ−Ｎ系磁粉を用いるのが好まし
い。前記Ｒとしては、Ｎｄ，Ｐｒ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｓｍ，
Ｇｄ，Ｐｍ，Ｅｕ，Ｌｕ，Ｄｙ，Ｔｂ，Ｈｏなどのが例
示され、１種以上でも構わない。これらの中でも、保磁
力を高めるという観点からは、特にＳｍやＮｄが好まし
い。このような磁性粉の樹脂組成物中の含有率は５０〜
９５重量％に設定することが好ましい。その含有率が５
０重量％未満であると、磁性粉の含有不足により、主磁
極における磁束密度を高めるに足る磁気特性が得られ
ず、また磁性粉の含有率が９５重量％を越えるとバイン
ダ不足となり磁石の成形性が低下する。

【００３０】磁石片を構成する樹脂結合剤としては、既
知の熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂、低融点合金などを採
用することができる。熱可塑性樹脂としては、塩化ビニ
ール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプ
ロピレン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリ
エーテル樹脂、ＡＢＳ樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合
体、ポリアセタールなどが例示され、熱硬化性樹脂とし
ては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラ
ミン樹脂、フラン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリ
イミド樹脂などが例示される。

【００３１】このような磁石片の保磁力（iHc ）として
は、主磁極における高い表面磁束密度強度を得るため、
Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系の場合、等方性では６〜１７kOe ，異方
性では１０〜２０kOe が望ましく、Ｒ−Ｆｅ−Ｎ系の場
合、等方性では４〜１１kOe，異方性では６〜１５kOe
が望ましい。

【００３２】上記の磁石片は、本体部の溝内に埋設され
る前に着磁されることが好ましい。特に４kOe 以上の保
磁力を有する希土類系樹脂結合型磁石を着磁するには、
３０kOe 程度の磁界を印加せねばならないが、本体部を
構成する等方性のフェライト系樹脂結合磁石の場合、着
磁に必要な磁界は１０kOe 程度で足りる。これは、前者
の保磁力が後者の保磁力を大きく上回るためである。従
って、磁石片を溝内に埋設した後に、この磁石片に３０
kOe 以上の外部磁界を印加すると、本体部の磁極におけ
る磁気特性が変化し所望の磁気特性を得られにくくな
る。なお、このような本体部の着磁は、磁石片を埋設し
た後に行ってもよい。

【００３３】以上の如き第１実施例のマグネットロール
の具体例として、本体部を押出成形法により、磁石片を
プレス成形法により形成し、この磁石片を着磁後に溝内
に埋設して、図２に示したようなアルミニウム合金製の
スリーブに内蔵したマグネットロールを作製した。この
マグネットロール本体部は、フェライト系磁粉としてＳ
ｒ系フェライト、樹脂結合剤として塩化ビニール樹脂
（含有率：１０重量％）、および添加剤としてステアリ
ン酸リチウム（含有率：０．５重量％）の混合物を押出
成形法により、その外径が１８ｍｍとなるように形成し
たものである。また、磁石片は、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎの３元
系で、重量的にＳｍ：約２３％、Ｆｅ：約７４％、Ｎ：
約３％からなる磁性粉に対し、樹脂結合剤としてエポキ
シ系樹脂を組成物中に１０重量％含有した混合物をプレ
ス成形法により、その断面形状が、幅３ｍｍ，高さ４ｍ
ｍとなるように形成したものである。この磁石片の磁気
特性は、等方性であり、保磁力（iHc ）が９kOe 、最大
磁気エネルギー積が１６０kJ/m³ であった。

【００３４】このようにして作製されたマグネットロー
ルには、上述の図７（ｂ）に示したような本体部の外形
歪みは観察されず、また、図２に示す各ピーク点での表
面磁束密度の大きさは、Ａ点では1,200 ガウス、Ｂ，Ｄ
点では600 ガウス、Ｃ点では400 ガウスであった。

【００３５】次に、本発明に係るマグネットロールの第
２実施例について以下に説明する。本実施例のマグネッ
トロール本体部は、射出成形法により形成される。射出
成形によるマグネットロールは、軸部と本体部との相対
位置を正確に定めることができ、簡易なプロセスで製造
することができる利点を有する。この観点から好ましい
射出成形法としては、金型内に軸部をインサートしこの
軸部の外周上に本体部を成形するインサート法と、本体
部と軸部とを一体的に成形する一体成形法とを挙げるこ
とができる。さらに射出成形法の中でも、特にＥＩ法
（Extrusion Injection 法）は、磁粉が均一に分散し寸
法精度の良い本体部が得られるという点から好ましい。

【００３６】前記本体部をＥＩ法（Extrusion Injectio
n 法）を用いてインサート成形する方法を、図３
（ａ），（ｂ），（ｃ）を参照しつつ以下に説明する。
先ず、図３に示すように、本実施例の射出成形用金型10
において、スライド型11のシャフト収容部12にシャフト
13を装着し、アクチュエータ14を用いて当該スライド型
11の端部を端部成形型15と当接した状態で、メイン成形
型16内の成形空間17を閉鎖して当該成形空間17の容積を
最小にし、クランプ手段18でシャフト13の右端部を端部
成形型15に固定している。なお、シャフト13は、装着前
に少なくとも金型の温度以上に予め加熱されることが好
ましい。これにより、温度変化によりシャフトが曲がる
ことが防止され、磁石材料との密着性を良好にでき、成
形品のひび割れや剥離が防止される。

【００３７】次に、注入口19から成形空間17内に溶融磁
石材料を充填する。図３（ｂ）に示すように、この充填
圧力に応じてスライド型11が後退移動し、成形空間17が
拡大して、前記のクランプ手段18にて端部成形型15に固
定されたシャフト13の周りに溶融樹脂が充填される。な
お、スライド型11の後退移動には、溶融磁石材料の流動
性を良くするため適当な制動力を付与することが好まし
い。また、このとき、メイン成形型16に外部磁場印加手
段（図示せず）を設けると、成形品に磁気異方性を付与
することができる。

【００３８】次に、図３（ｃ）に示すように、充填した
溶融磁石材料が固化した後、メイン成形型16を後退移動
させて、次いでアクチュエータ14によりスライド型11を
前進移動させ、クランプ手段18を解放することにより、
マグネットロール20を取り出す。このように、溶融磁石
材料の充填速度・充填圧力に従って成形空間を拡大させ
るので、成形空間における溶融磁石材料の流れに乱れが
生じにくく、磁石材料中に磁粉が均一に分散するため磁
気特性の良好なマグネットロールが得られ、偏肉による
成形品の反りも防止されるため寸法精度が向上する。ま
た、溶融磁石材料を高速で充填してもガス焼けの成形不
良が生ずることがない。さらに、スライド型によりシャ
フトが保護されるので、溶融磁石材料の充填圧力でシャ
フトが曲げ変形するのを防止することができる。なお、
本実施例のように、分割金型を用いない場合には、成形
品にバリが発生することもない。

【００３９】以下に、本発明に係る本体部をＥＩ法によ
り軸部と本体部とを一体成形する方法を、図４（ａ），
（ｂ）を参照しつつ説明する。本実施例の射出成形用金
型20は、外筒21の軸心において軸方向に進退自在な突き
出しピン22を備え、端部成形空間23a を有するスライド
型23と、このスライド型23を軸方向に進退自在にして収
納するメイン成形型24と、端部成形空間25a を有する非
磁性体の端部成形型25と、溶融樹脂注入口26を備えたホ
ットノズル27と、この注入口26を進退移動により開閉す
るバルブピン28とを備えて構成される。

【００４０】先ず、図４（ａ）に示すように、スライド
型23をアクチュエータ（図示せず）を用いて前進移動さ
せ、当該スライド型23の右端部を端部成形型25と当接し
た状態にし、次いで、溶融磁石材料を注入口26を通して
端部成形空間23a ，25a に充填する。そして、溶融磁石
材料の充填圧力に応じてスライド型23が後退移動し、マ
グネットロール本体部の成形空間が拡大形成される。な
お、スライド型23の後退移動には、溶融磁石材料の流動
性を良くするため適当な制動力を付与することが好まし
い。また、メイン成形型24に外部磁場印加手段（図示せ
ず）を設けると、成形品に磁気異方性を付与することが
できる。前記ホットノズル27は、リング状の耐熱・断熱
部材29により周囲を囲まれつつ保持固定され、また、溶
融磁石材料の温度以上に加熱し得るヒータ（図示せず）
により全体を囲まれて、溶融磁石材料の流動性を良好に
している。

【００４１】溶融磁石材料の充填が終了した後は、バル
ブピン28をアクチュエータ（図示せず）を用いて移動し
当該注入口26を閉鎖する。これにより、注入口26から溶
融磁石材料が漏れ出て、不要な固化物が成形品に付着す
るのが防止される。次に、図４（ｂ）に示すように、充
填した溶融磁石材料が固化した後は、メイン成形型24お
よびスライド型23を共に後退移動させ、次いで、突き出
しピン22を突出移動させて、成形品であるマグネットロ
ール30を金型から離型させる。このように、ホットノズ
ルを用いて溶融磁石材料の流動性を高めているので、磁
石材料中の磁性粉の含有率を高めることが可能となる。
また、上述の、金型内に軸部をインサートしこの軸部の
外周上に本体部を成形するインサート成形法と比べる
と、本実施例の一体成形法では、軸部と本体部との相対
位置をより正確に定めることが可能となる。さらに、上
述の、本体部をＥＩ法によりインサート成形したマグネ
ットロールと同じく、溶融磁石材料の充填速度・充填圧
力に従って成形空間を拡大させるので、成形空間におけ
る溶融磁石材料の流れに乱れが生じにくく、磁石材料中
に磁粉が均一に分散するため磁気特性の良好なマグネッ
トロールが得られ、偏肉による成形品の反りも防止され
るため寸法精度が向上し、溶融磁石材料を高速で充填し
てもガス焼けの成形不良が生ずることがない。

【００４２】上記射出成形に用いる本体部の磁石材料
は、上記第１実施例と同じく、フェライト磁粉と、既知
の熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂からなる樹脂結合剤とを
主体とし、カップリング剤や滑剤、安定剤を微量添加し
た混合物からなる。フェライト磁粉の樹脂組成物中にお
ける含有率も上記第１実施例のものと略同じである。前
記熱可塑性樹脂としては、上記第１実施例と略同じもの
を用いることができる。また、前記熱硬化性樹脂として
は、既知のエポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、
メラミン樹脂、フラン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、
ポリイミド樹脂などが例示される。また、磁石片として
は、上記第１実施例の場合と同じ構成の希土類系樹脂結
合型磁石を用いることが好ましい。

【００４３】上記磁石片を配設される溝は、上記メイン
成形型において成形空間へ突出する凸条などを設けるこ
とで、本体部成形時に形成してもよいし、また、本体部
成形後に切削などの機械加工により形成してもよいが、
製造プロセスを簡易化し製造コストを下げるという観点
からは、前者が好ましい。

【００４４】このような溝に着磁された磁石片を本体部
成形後に埋設してもよいが、製造プロセスを簡易化する
という観点からは、いわゆる２色成形法を用いて磁石片
を溝内において射出成形することが好ましい。すなわ
ち、２基の射出成形機を用いて、上述の如き射出成形工
程により溝付きの本体部を成形した後に、第２の射出成
形工程により前記溝内に磁石片を成形する。この方法
は、既知のコア回転式、コアスライド式の何れのもので
もよい。これにより、製造プロセスが大幅に簡易化され
製造コストを下げることができる。このように成形され
た磁石片の着磁は、磁石片の保磁力が本体部のそれより
も大きいことを考慮し、本体部に磁極を着磁する前に行
うことが望ましい。

【００４５】以上の如き第２実施例のマグネットロール
の具体例として、溝付きの本体部と軸部とを前記ＥＩ法
により一体成形し、磁石片をプレス成形法により形成
し、この磁石片を着磁後に溝内に埋設して、図２に示し
たようなアルミニウム合金製のスリーブに内蔵したマグ
ネットロールを作製した。このマグネットロール本体部
は、フェライト系磁粉としてＳｒ系フェライト、樹脂結
合剤としてナイロン（含有率：約１０重量％）、および
添加剤としてステアリン酸リチウム（含有率：０．５重
量％）の混合物を、その外径が１８ｍｍとなるように形
成したものである。また、磁石片は、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎの
３元系で、重量的にＳｍ：約２３％、Ｆｅ：約７４％、
Ｎ：約３％からなる磁性粉に対し、樹脂結合剤としてエ
ポキシ系樹脂を組成物中１０重量％含有した混合物をプ
レス成形法により、その断面形状が、幅３ｍｍ，高さ４
ｍｍとなるように形成したものである。この磁石片の磁
気特性は、等方性であり、保磁力（iHc ）が９kOe 、最
大磁気エネルギー積が１６０kJ/m³ であった。

【００４６】このようにして作製されたマグネットロー
ルでは、軸部と本体部との相対位置のずれは全く生じ
ず、図２に示す各ピーク点での表面磁束密度の大きさ
は、Ａ点では1,200 ガウス、Ｂ，Ｄ点では700 ガウス、
Ｃ点では500 ガウスであった。

【００４７】以上、上記の第１および第２実施例におい
ては、溝内に配設する磁石片は一片のみからなるもので
あったが、本発明ではこれに限らず、各磁極における表
面磁束密度の分布波形を制御するために、複数の磁石片
を組み合わせたものを溝内に配設してもよい。

【００４８】

【発明の効果】上述の如く、本発明の第１のマグネット
ロールは、本体部が等方性のフェライト系樹脂結合型磁
石からなり、当該本体部の溝内に４kOe 以上の保磁力を
有する樹脂結合型磁石片が配設され、好ましくは、本体
部を押出成形により形成するものであるから、本体部を
構成する磁粉の磁化容易軸方向はランダムに分布するの
で、成形品が冷却過程で変形することがなく、寸法精度
の良いマグネットロールを得ることができる。また成形
後の本体部に磁極を着磁できるので、磁極位置や着磁分
布を自由かつ正確に設定できる。

【００４９】また本発明の第２のマグネットロールは、
本体部がフェライト系樹脂結合型磁石からなり、当該本
体部の溝内に４kOe 以上の保磁力を有する樹脂結合型磁
石片が配設され、好ましくは、本体部を射出成形により
形成するものであるから、軸部と本体部との相対位置を
正確に定めることができ、簡易なプロセスでマグネット
ロールを作製することができる。

【００５０】特に前記射出成形としてＥＩ法を用いる
と、成形品に曲げ変形が生じにくく磁性粒子の分散度が
高いため、寸法精度の良い、磁気特性の優れたマグネッ
トロールを得ることができる。

【００５１】また前記溝内に磁石片を成形する２色成形
法を用いた場合は、製造プロセスが簡易化され低コスト
のマグネットロールが得られる。

【００５２】また、前記溝内に着磁後の樹脂結合型磁石
片を埋設すると、当該樹脂結合型磁石片が本体部と比べ
て保磁力の大きな磁石材料、特に希土類系磁石材料から
なる場合に、磁極を着磁後の本体部の磁気特性を変化さ
せることなく磁気特性の良好なマグネットロールを得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】スリーブに内蔵された本発明に係るマグネット
ロールを示す概略斜視図である。

【図２】本発明に係るマグネットロールとその磁束密度
分布を示す概略断面図である。

【図３】ＥＩ法によりインサート成形されたマグネット
ロールの製造方法を示すための概略説明図である。

【図４】ＥＩ法により一体成形されたマグネットロール
の製造方法を示すための概略説明図である。

【図５】スリーブに内蔵されたマグネットロールを示す
概略断面図である。

【図６】本体部に磁石片を埋設された従来のマグネット
ロールを示す概略断面図である。

【図７】(a) 周囲に導磁路を設けられた押出成形用のダ
イスを示す概略断面図である。 (b) 成形品である本体部を示す概略断面図である。

【符号の説明】

1 磁気シリンダー 2 スリーブ 3 マグネットロール 4 軸部 5 本体部 6 溝 7 磁石片 8 Ｄカット 10 射出成形用金型 11 スライド型 12 シャフト収容部 13 シャフト 14 アクチュエータ 15 端部成形型 16 メイン成形型 17 成形空間 18 クランプ手段 19 注入口 20 射出成形用金型 21 外筒 22 突き出しピン 23 スライド型 23a 端部成形空間 24 メイン成形型 25 端部成形型 25a 端部成形空間 26 溶融樹脂注入口 27 ホットノズル 28 バルブピン 29 耐熱・断熱部材 30 マグネットロール 40 マグネットロール 41 シャフト（軸部） 42 本体部 43 現像スリーブ 44 Ｄカット 50，51 本体部 52，53 溝 54，55 磁石片 60 ダイス 61，62，63，64 導磁路 65 成形品（本体部） 66，67，68，69 凸部

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒状の本体部と該本体部の両端を支持
   する軸部とからなるマグネットロールにおいて、等方性
   のフェライト系樹脂結合型磁石からなる本体部が、その
   外周面に周方向に亘り複数の磁極を有するように着磁さ
   れ、該磁極のうち主磁極およびその近辺の外周面に軸線
   に沿った溝を有し、当該溝内に４kOe 以上の保磁力を有
   する樹脂結合型磁石片が配設されることを特徴とするマ
   グネットロール。
2. 【請求項２】 外周面に軸線に沿った溝を有する本体部
   が押出成形により賦形される請求項１記載のマグネット
   ロール。
3. 【請求項３】 押出成形により賦形した本体部の外周面
   に軸線に沿った溝を機械加工により形成する請求項１記
   載のマグネットロール。
4. 【請求項４】 円筒状の本体部と該本体部の両端を支持
   する軸部とからなるマグネットロールにおいて、フェラ
   イト系樹脂結合型磁石からなる本体部が、その外周面に
   周方向に亘り複数の磁極を有するように着磁され、該磁
   極のうち主磁極およびその近辺の外周面に軸線に沿った
   溝を有し、当該溝内に４kOe 以上の保磁力を有する樹脂
   結合型磁石片が配設されることを特徴とするマグネット
   ロール。
5. 【請求項５】 外周面に軸線に沿った溝を設けた本体部
   を射出成形により形成した請求項４記載のマグネットロ
   ール。
6. 【請求項６】 射出成形により形成された本体部外周面
   に軸線に沿った溝を機械加工により形成する請求項４記
   載のマグネットロール。
7. 【請求項７】 軸部と本体部とを一体的に射出成形する
   請求項５または請求項６記載のマグネットロール。
8. 【請求項８】 金型内にインサートした軸部の外周上に
   本体部を成形する請求項５または請求項６記載のマグネ
   ットロール。
9. 【請求項９】 本体部を成形するための成形空間を内部
   に有し、軸方向一端に樹脂材料充填孔を備えたメイン成
   形型と、 前記成形空間を閉じた状態で軸方向に進退自在として当
   該成形空間を広狭せしめるスライド型とを備え、前記樹
   脂材料充填孔を通して射出される樹脂材料の圧力に応じ
   てスライド型が後退して本体部が成形される請求項５〜
   ８の何れか１項に記載のマグネットロール。
10. 【請求項１０】 本体部を成形する一次射出成形工程
    と、当該溝内に樹脂結合型磁石片を成形する二次射出成
    形工程とにより作製される請求項５〜９の何れか１項に
    記載のマグネットロール。
11. 【請求項１１】 前記樹脂結合型磁石片が着磁後に前記
    溝内に埋設される請求項１〜９の何れか１項に記載のマ
    グネットロール。
12. 【請求項１２】 保磁力（iHc ）が４kOe 以上の希土類
    系樹脂結合型磁石片を用いた請求項１〜１１の何れか１
    項に記載のマグネットロール。
13. 【請求項１３】 前記樹脂結合型磁石片が、希土類金属
    （Ｒ），ＦｅおよびＢを主成分としたＲ−Ｆｅ−Ｂ系樹
    脂結合型磁石からなる請求項１２記載のマグネットロー
    ル。
14. 【請求項１４】 前記樹脂結合型磁石片が、Ｒ，Ｆｅお
    よびＮを主成分としたＲ−Ｆｅ−Ｎ系樹脂結合型磁石か
    らなる請求項１２記載のマグネットロール。
15. 【請求項１５】 前記希土類金属として、ＳｍまたはＮ
    ｄを用いた請求項１３または請求項１４記載のマグネッ
    トロール。