JP2010078969A - 磁極ピース、マグネットロールおよび現像剤担持体 - Google Patents

Abstract

【課題】所謂貼り合わせマグネットロールで用いられる磁極ピースの成形材料は、磁場中で金型キャビティ中に射出されると、射出された溶融樹脂の先端部の固化が始まる。このため、溶融樹脂の先端部が細長い形状となってつづら折りになり磁極ピースの他端部に残るので、突発的に磁束密度が低下する部分が一乃至複数生じるという問題がある。
【解決手段】磁極ピースの長手方向の一端に少なくとも１つの凹部が形成されたゲート口を配置したため、この凹部に後続する溶融樹脂が入り込むので、表面磁束密度を長手方向全域に渡って安定にした磁極ピースを提供できる。
【選択図】 図６

Description

本発明は、レーザープリンタやデジタル複写機等の画像形成装置に用いられる現像剤担持体、マグネットロールおよび磁極ピースに関する。

従来より、シャフトの周りに短手方向の断面形状が略扇形状の複数の磁極ピースを接着剤を用いて放射状に貼り合わせたマグネットロールが提供されている（例えば、特許文献１〜７参照）。

これらの所謂貼り合わせマグネットロールに用いられる各磁極ピースには、長尺な金型キャビティの長手方向の一端にゲート口を有する金型を用いて製造したものがある。この場合、磁場をかけた金型キャビティの一端に設けたゲート口から溶融樹脂を射出充填するため、溶融樹脂の先端部（金型キャビティ中に最初に射出された溶融樹脂の部分）は、配向ヨークのある側に引き寄せられて金型キャビティに接触するので、温度が奪われて固化が始まる。そして、固化が始まった溶融樹脂の先端は、ゲート口からその後に注入される溶融樹脂に押され、金型キャビティの長手方向の他端で行き場を失い加圧される。

特開２００３−２２９３０９号公報 特開２００３−２２９３２１号公報 特開２００１−０３４０６８号公報 特開２０００−０７５６６５号公報 特開平１０−３０８３０８号公報 特開平０１−１１４０１１号公報 特開昭６２−２８２４２２号公報

しかし、かかる溶融樹脂の先端部は、金型キャビティの他端において後から注入される溶融樹脂によって加圧されても潰されるまでには至らない。このため、固化が始まっており細長い形状となっている溶融樹脂の先端部は、つづら折りになり、スネーク形状となって磁極ピースの他端部に残ることになる。そうすると、スネーク形状が形成された磁極ピースの他端部は、表面磁束密度が安定せず、突発的に磁束密度が低下する部分が一乃至複数生じるという問題がある。

このような磁極ピースをシャフトの周面に貼り付けてマグネットロールを構成し、該マグネットロールをスリーブ中に挿入して現像装置を構成すると、マグネットロールの他端部には所望の磁力パターンが形成されていないので、現像装置に対向して配置された感光体の表面に所望のトナー像を形成できない（画像ムラが発生する）という問題がある。

本発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、ゲート口に少なくとも１つの凹部を設けるという簡単な構成により、表面磁束密度を長手方向全域に渡って安定にした磁極ピース、マグネットロールおよび現像剤担持体を提供することを目的とする。

（第１発明）
第１発明は、長手方向の一端に少なくとも１つの凹部が形成されたゲート口を配置して磁場中で射出成形した断面略扇形状の磁極ピースに関するものである。

このように、ゲート口に少なくとも１つの凹部を設けることにより、ゲート口から金型キャビティ内に射出充填され細長い形状となった溶融樹脂の先端部は、少なくとも１つの凹部が連続して形成される。このため、溶融樹脂の先端部が金型キャビティに接触して固化し、金型キャビティの他端において後続する溶融樹脂により潰されることが無くても、前記した凹部に後続する溶融樹脂を入り込ませることができる。

そうすると、金型キャビティの他端に位置した磁極ピースの部分（他端）においても、表面磁束密度の乱れが生じることが無く、長手方向全域に渡って表面磁束密度が安定した磁極ピースを提供できる。

（第２発明）
第２発明は、シャフトの周面に複数の磁極ピースを貼り合わせたマグネットロールであって、この複数の磁極ピースの内の少なくとも１つを長手方向の一端にゲート口が配置された第１発明の磁極ピースとしたものである。かかる構成により、長手方向全域に渡って表面磁束密度が安定したマグネットロールを提供できる。

（第３発明）
第３発明に係る現像剤担持体は、現像スリーブ中に第２発明のマグネットロールを有するものである。かかる構成により、長手方向全域に渡って表面磁束密度が安定したマグネットロールが現像スリーブ中にあるので、現像剤担持体に対向して配置される感光体の表面に、画像ムラの無いトナー画像を安定して形成できる。

本発明により、長手方向全域に渡って表面磁束密度が安定した磁極ピースまたはマグネットロールを提供できる。また、このマグネットロールを用いることにより、画像ムラの無い現像剤担持体を提供できる。

以下に実施例を用いて、本発明を詳細に説明する。

図１はマグネットロールの斜視図、図２は磁極ピースの斜視図、図３は磁極ピースの一端の側面図（図２における矢視Ｂ）、図４は金型キャビティ内部の溶融樹脂の先端部の斜視図、図５は金型の断面図、図６は磁極ピースの一端の斜視図、図１１は現像剤担持体の断面図である。

尚、図５は、説明を分かりやすくするため、金型の断面を磁極ピースの他端側（磁極ピースが形成される金型キャビティの他端側）から見たものとし、磁極ピースの一端に配置したゲート口の位置（金型キャビティのゲート口の位置）がわかるように、図示している。

（現像剤担持体）
図１１に示すように、本発明に係る現像剤担持体３１は、シャフト２と、このシャフト２の周面に接着剤で固定された複数の磁極ピース３５（後述する極ピース３〜８）と、シャフト２の両端部をベアリング３４により支持したフランジ３３と、フランジ３３を両端で固定した現像スリーブ３７とから構成されている。

さらに詳述すると、現像スリーブ３７は、アルミニウムまたはステンレス製の円筒形状の部品であり、その両端は開口しており、この開口部にフランジ３３が固定されている。このフランジ３３の貫通孔にはシャフト２が挿入され、このシャフト２の両端部はフランジ３３に固定されたベアリング３４により回転可能に支持されている。一方、現像スリーブ３７内におけるシャフト２の周面には複数の磁極ピース３５が固定されており、このシャフト２および複数の磁極ピース３５により後述する本発明に係るマグネットロール１が構成されている。

尚、現像スリーブ３７の外周面には、現像スリーブ３７の長手方向に延びた複数の凹溝が現像スリーブ７の周方向に略同じピッチで形成されていても良い。
かかる構成により、複写機などの画像形成装置において、シャフト２が固定された状態でフランジ３３を回転させると、フランジ３３に固定された現像スリーブ３７が回転し、現像スリーブ３７の外周面に付着した現像剤が感光体に搬送される。

（マグネットロール）
前記したマグネットロール１は、図１に示すように、円柱形状の金属製のシャフト２の外周に、短手方向の断面が略扇形状の複数の磁極ピース３〜８を接着剤により放射状に貼り合わされたものである。

さらに詳述すると、シャフト２の周りに、汲み上げ極Ｓ３の磁極ピース５と、トリミング極Ｎ２の磁極ピース４と、現像極Ｓ１の磁極ピース３と、回収（搬送）極Ｎ１の磁極ピース８と、剥離極Ｓ２の磁極ピース７と、介在極ピース６がこの順に貼り付けられた（貼り合わされた）ものである。

（磁極ピース）
これらの磁極ピース３〜８は、磁石材料粉、樹脂バインダー、添加剤等の混合物を磁場中で成形することによって製造したものである。磁石材料粉としては、例えば、フェライト粉や、Ｎｄ等の希土類金属粉とＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ等の鉄族金属粉との混合物を使用することができる。また、樹脂バインダーは、例えば、ポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、エポキシ樹脂、エチレンエチルアクリレート（ＥＥＡ）等を使用することができる。

これら磁極ピース３〜８は、図５に示す金型２１を用いて磁場中成形されて得られる。ここで、金型２１は、図５に示すように、下型１３と、配向ヨーク１７を有する上型１４とからなる分割型であり、下型１３と上型１４が合わさるパーティングライン面１２に金型キャビティ１８、１９等が設けられている。尚、実際には、金型２１には図１で示した６つの磁極ピース分の金型キャビティが設けられているが図示を省略している。

この金型キャビティ１８は、図３および図６に示した磁極ピース３を成形するためのものであり、長手方向の一端にゲート口９が形成されており、ゲート口９、ゲートおよびランナー（図示せず）を介して前記した磁石材料粉を有する流動状態の溶融樹脂が射出（注入）されるようになっている。

ゲート口９から金型キャビティ１８に射出された溶融樹脂は、磁石材料粉が配合されているので、配向ヨーク１７により発生する磁場により上型１４に引き寄せられ、金型キャビティ１８の上型１４側に接触する。そうすると、図４に示すように、溶融樹脂の先端部１１は、固定型１４に熱を奪われるためゲート口９から金型キャビティ１８内に射出された細長い形状のまま後続する溶融樹脂に押されて金型キャビティ１８の他端に到達する。

その後、ゲート口９から金型キャビティ１８内に射出された溶融樹脂により金型キャビティ１８は満たされるが、図４に示した溶融樹脂の先端部１１は、後から金型キャビティ１８に射出された溶融樹脂により潰されることがなく、細長い形状のまま、つづら折りにされる。

しかし、ゲート口９は、図５に示すように、１つの凹部１０が形成されているため、図４に示すように溶融樹脂の先端部１１にも連続して凹部２２が形成されており、かかる凹部２２に後から金型キャビティ１８内に射出された溶融樹脂（後続する溶融樹脂）の一部が流れ込む。尚、後続する溶融樹脂は、先に金型キャビティ１８内に射出された溶融樹脂の熱によって金型キャビティ１８が高温になっているため、溶融樹脂の先端部１１のように熱を奪われることがほとんど無く、流動性の高い状態で金型キャビティ１８の他端に到達する。

以上により、つづら折りにされた溶融樹脂の先端部２２の間に隙間（空間）が生じないので、磁極ピース３の他端においても突発的に磁束密度が低下する部分が生じることがなく、表面磁束密度が長手方向全域に渡って安定する。

本発明に係る第２実施例を、図７および図８を用いて説明する。
図７はマグネットロールの一端の斜視図（図１における矢視Ａ）、図８は金型の断面図である。

尚、図８は、説明を分かりやすくするため、金型の断面を磁極ピースの他端側（磁極ピースが形成される金型キャビティの他端側）から見たものとし、磁極ピースの一端に配置したゲート口の位置（金型キャビティのゲート口の位置）がわかるように、図示している。また、実施例１との相違点のみを詳細に説明し、実施例１と同一の部分については、同一の符号を付して説明を省略する。

本実施例２の実施例１との相違点は、マグネットロールの全ての磁極ピースの長手方向の一端にゲート口９を設けた点である。
実施例１は、図１に示すようにスネーク形状が他端に形成されることにより突発的に磁束密度が低下する部分が生じる磁極ピース３のみゲート口９に凹部１０を設けたものであった。

図７に示すように、マグネットロール１で用いる磁極ピース３〜８を成形する全ての金型キャビティの一端に凹部１０を形成したゲート口９を設け、シャフト２に貼り合わせる磁極ピース３〜８の全てに凹部１０を形成したゲート口９を設けても良い。

尚、本第２実施例においては、磁極ピース３〜８およびマグネットロール１の表面磁束密度が長手方向全域に渡って安定するという効果が得られるだけではなく、マグネットロール１の一端を見たときに、ゲート口９が全て揃っていれば磁極ピース３〜８の逆付け（方向違い）が無いことを確認できるという効果がある。

つまり、磁極ピース３〜８の他端にはゲート口９が無いので、作業者が磁極ピースの方向を間違えてシャフト２に磁極ピースを貼り付けると、マグネットロール１の一端を見たときに、ゲート口９が無い磁極ピースがあることになる。したがって、マグネットロール１の一端からシャフト２の周りに貼り合わされた磁極ピース３〜８の一端を見たときに、ゲート口９が全て揃っていれば、全ての磁極ピース３〜８が正しく貼り合わされたことを確認できる。

本発明に係る第３実施例を、図９を用いて説明する。
図９はマグネットロールの一端の斜視図（図１における矢視Ａ）である。尚、実施例２との相違点のみを詳細に説明し、実施例２と同一の部分については、同一の符号を付して説明を省略する。

本実施例３の実施例２との相違点は、ゲート口９に設けた凹部１０を複数（２個）にした点である。凹部が複数になれば、溶融樹脂の先端部の凹部に入り込む溶融樹脂の量が多くなるので、前記した実施例１および実施例２の効果（表面磁束密度が長手方向全域に渡って安定）をより良好にすることができる。

前記した実施例は、説明のために例示したものであって、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲、明細書及び図面の記載から当事者が認識することができる本発明の技術的思想に反しない限り、変更、削除および付加が可能である。

例えば、前記した実施例においては、ゲート口に凹部を１つまたは２つ形成したものを示したが、凹部の個数はこれに限定する趣旨ではなく、少なくとも１つ（１又は複数）あれば良い。

さらに、前記した実施例においては、磁極ピースが６個であるマグネットロールを示したが、これに限るものではなく、図１０に示したように磁極ピースが５個の場合であっても良い。尚、図１０は、磁極ピースが５個のマグネットロールの一端の斜視図（図１における矢視Ａ）である。また、磁極ピースが７個以上であっても良い。

また、本発明は、以下のように把握することもできる。
（１）金型キャビティの長手方向の一端にゲート口が配置され、
該ゲート口から前記金型キャビティ内に磁場中で溶融樹脂が射出充填され、
該溶融樹脂を冷却固化されて得られた断面が略扇形状の磁極ピースにおいて、
前記ゲート口には、少なくとも１つの凹部が設けられていることを特徴とする磁極ピース

（２）金型キャビティの長手方向の一端にゲート口が配置され、
該ゲート口から前記金型キャビティ内に磁場中で溶融樹脂が射出充填される磁極ピース成形用金型において、
前記ゲート口には、少なくとも１つの凹部が設けられていることを特徴とする磁極ピース成形用金型

本発明は、画像形成装置等に使用される現像剤担持体、マグネットロールおよび磁極ピースに適用される。

マグネットロールの斜視図 磁極ピースの斜視図 磁極ピースの一端の側面図（図２における矢視Ｂ） 金型キャビティ内部の溶融樹脂の斜視図 金型の断面図 磁極ピースの一端の斜視図 マグネットロールの一端の斜視図（図１における矢視Ａ） 金型の断面図 マグネットロールの一端の斜視図（図１における矢視Ａ） 磁極ピースが５個のマグネットロールの一端の斜視図（図１における矢視Ａ） 現像剤担持体の断面図

符号の説明

１ マグネットロール
２ シャフト
３〜８ 磁極ピース
９ ゲート口
１０ 凹部
１５ 一端
１８ 金型キャビティ
１９ 金型キャビティ

Claims (3)

1. 長手方向の一端に少なくとも１つの凹部が形成されたゲート口を配置して磁場中で射出成形したことを特徴とする断面が略扇形状の磁極ピース
2. シャフトの周面に複数の磁極ピースを貼り合わせたマグネットロールであって、
   該複数の磁極ピースの内の少なくとも１つが請求項１に記載の磁極ピースであるマグネットロール
3. 現像スリーブ中に請求項２に記載のマグネットロールを有する現像剤担持体

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