JP2718134B2 - マグネットロールの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は電子写真複写機やファクシミリ受信機に利用
される磁気ブラシ現像用のマグネットロールの製造方法
に関するものである。

従来の技術 従来、磁気ブラシ現像用のマグネットロールは、第８
図に示すようにシャフト11の回りにフェライト粒子を円
柱状に一体成形し焼結工程を経たのち外周を研磨し着磁
を施して焼結フェライトマグネット12を得、それを円筒
形スリーブ13内に回転可能に組込んで構成されていた。
また第９図に示すように、焼結異方性化した磁石を四角
柱に研磨し着磁を施して得られた焼結フェライトマグネ
ット14をシャフト15の外周に放射状に貼り付けて、円筒
形のスリーブ16内に回転可能に組込んで構成されてい
た。

発明が解決しようとする課題 このような従来の構成ではどちらの磁気ブラシ現像用
のマグネットロールも焼結工程が必要なため、焼結条件
にて焼結フェライトマグネット12,14の収縮率が部分的
に異なり、一定の寸法が得られにくいという問題があっ
た。また後工程として研磨が必要であるが、焼結フェラ
イトマグネット12,14はもろいため破損しやすく歩留の
点でも著しく不利となるものであった。さらに第８図に
磁気ブラシ現像用のマグネットロールの場合比重5.0〜
5.2の一体形であるため非常に重く、第９図の磁気ブラ
シ現像用のマグネットロールは、焼結フェライトマグネ
ット14の形状に限界があり外径大きさが限られ小型のも
のを得ることは、不可能である。

これらの欠点を改善する目的で最近では樹脂あるいは
ゴム等をベースとした樹脂マグネットロールが使用され
るようになってきた。

樹脂マグネットロールの製造方法は第10図、第11図に
示すように樹脂マグネット材中のフェライト粒子を機械
的に磁化容易軸を一方向に配向させ異方化する方法で、
高分子材料18とフェライト粉17を加圧ニーダー等で混練
した後粉砕し、圧延ローラ19等によりシーティングしな
がらフェライト粒子17の磁化容易軸を一定方向に配向さ
せシート状マグネット材20を得る。これをシャフト21に
巻き付け所定の長さに切断した後希望する極パターンに
合わせて着磁を行いマグネットロールを得る方法が最も
一般的である。

更に第12図ａ〜ｅ、第13図に示すように前記圧延シー
ト20を数枚重ね合わせた後、二枚の金型22,23を用いて
扇形にプレス成形し、その成形体24を、それぞれを分離
して磁極ピース25を得、これをシャフト26に貼り合わせ
る方法がある。

前者は磁化容易軸が径方向に放射状に配向しているた
め十分な磁束密度が得られない。

後者は磁化容易軸が極に配向されているため十分な磁
束密度が得られるがシートによる配向及びプレス加工、
ピース貼り合わせなど製造工程が複雑になり生産性に劣
るという問題点があった。

本発明は、このような問題点を解決するもので、複合
樹脂マグネットを磁場により断面扇形状の配向された磁
極ピースを得ることで、高磁力で生産性が高く、かつ品
質にすぐれるマグネットロールの製造方法を提供するも
のである。

課題を解決するための手段 この課題を解決するために本発明のマグネットロール
の製造方法は、フェライト粉と高分子材料からなる複合
樹脂マグネット材を磁場配向用コイル中に設置した磁性
金属材料と非磁性金属材料との組合わせからなる配向金
属を用いて断面形状が扇形で円弧中央部から他の三辺へ
フェライト粉を配向させた磁極ピースを成形し、この磁
極ピースをシャフト材に複数個組合わせて貼り合わせた
マグネットロールが所定の磁気特性を得るように長手方
向両端部でマグネットロールと傾斜ギャップを持つよう
な着磁ヨークを用いる方法としたものである。

作用 上記方法とすることにより、長手方向における磁気特
性がコントロールされ同軸特性が優れた高磁力のマグネ
ットロールを容易に生産することが可能となる。

実施例 以下本発明の一実施例におけるマグネットロール製造
方法について図面とともに説明する。

フェライト粉と高分子材料を加圧ニーダーにて混練冷
却した後、適当な粒径の大きさに粉砕し複合樹脂マグネ
ットペレットを得る。

このペレット材をたて型射出成形機１で第１図に示す
ような、コイル２中に設置された中央部に扇状凹部3aを
設けた下部磁性材3bと、Ｔ字状の上部磁性材3cとで円弧
中央部から他の三辺へ磁路を形成する磁性材３と扇状の
両側の上部と円弧面の中央部を除く部分を囲む非磁性材
４で構成された金型５を用いて成形する。コイル２に通
電し発生する磁界でフェライト粒子の磁化容易軸を磁力
線の方向に配向させることにより、断面が扇形で円弧中
央部から他の三辺へ配向した磁極ピース６を得る。

そして、一度脱磁した後第２図に示すように、鉄等の
磁性材からなるシャフト７の周囲に複数個の磁極ピース
６を貼り合わせて着磁ヨークを用いて所定の磁気特性に
着磁された円柱状マグネットロール８を得る。

混練設備としては加圧ニーダーの他に二軸混練押出機
等も有効であり、成形設備としても汎用の横型射出成形
機も使用可能である。

断面が扇形で円弧中央部から他の三辺へ配向した磁極
ピース６は、材料（フェライト特性・母材樹脂・フェラ
イト含有量）、ピース形状（扇角度・厚さ）、配向金型
（円弧側磁性材と非磁性材寸法比）、配向条件（配向コ
イル特性・配向電流・配向時間）、成形条件（射出圧・
射出温度）、着磁条件（ヨーク構造・着磁電流）等によ
って、任意にその磁気特性（磁力・パターン）を設計し
得る。これらの実施例の特性の一部を第３図と第４図及
び第５図に示す。

特に第５図ａに示すように、通常の着磁方式によれ
ば、エッジ効果により、両端部の磁気特性が持ち上がっ
ているが、これは磁場中での射出成形後のピース表面の
配向磁力が第５図ｂに示すように、長手方向両端部に集
中した特性になっているためであり、本発明は配向脱磁
後の着磁時に第６図に示すように両端部に傾斜ギャップ
10を有する着磁ヨーク９を用い長手方向で、着磁効率に
差を与える着磁状態を与えることで第７図に示すような
平坦な磁気特性を実現している。補正する着磁ヨーク９
の寸法差は磁極配置，磁力により異なってくる。

これらの磁極ピース６を複数個組み合わせて得る円柱
状のマグネットロール８の磁気特性は、磁気ブラシ現像
用のマグネットロールとして利用する電子写真複写機や
ファクシミリ受信機の特性や用いる現像剤の特性によっ
て個々に要求される内容が異なってくるが、複数極ある
極数は４〜８極が主流であり、一本のマグネットロール
における各磁極の磁力、磁極間角度が個々に異なる非対
称タイプが主流である。これらの要求特性を容易に実現
し得るのも、本発明の特長とするところであり、磁気特
性上においても円弧側から他の三辺へ配向が完全になさ
れ、複数個組み合わせた、かつ又、シャフトに鉄等の磁
性材を用いた時等には磁路が有効に活用でき、単品のピ
ースより約10％程、更に、磁気特性が向上する。

本発明に用いる樹脂マグネット材のフェライトは、一
般式MOnFe₂O₃で与えられるもので、Ｍはバリウム，スト
ロンチウム，鉛の少なくとも一種を含むもので80〜90wt
％が望ましい。高分子材料は、ポリアミド，ポリエチレ
ン，ポリプロピレン，塩素化ポリエチレン等の熱可塑性
樹脂で10〜20wt％の配合が望ましい。又必要に応じて各
種添加剤を加えても何ら問題はない。

発明の効果 以上のように本発明によって得られるマグネットロー
ルは、磁極からの全磁力エネルギーを有効に活用できる
断面形状が扇形で円弧中央部から他の三辺へ磁性粉を配
向させた磁極ピースを容易に生産でき、製造工程が大幅
に短縮できるとともに、長手方向における着磁効率に差
を与えることによってスリーブ表面上での磁気特性の直
線性を高めることが可能となり、複写機等の画像におい
て、横方向ひいては全面における画質の均一性を向上さ
せ、かつ又、配向金型内で成形するため寸法精度が高く
後加工の必要がなく、更にマグネットロールとしての設
計が任意かつ容易に製造できる等の特長を有し、工業的
価値の大なるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるマグネットロールを
構成する磁極ピースの製造工程を示す設備概略図、第２
図は同マグネットロール斜視図、第３図は磁極ピースの
特性に寄与する因子の効果例を示す特性図、第４図は扇
形状の磁極ピースにおける円弧部分と他の三辺における
配向比率の差を示す特性図、第５図a,bと第７図は着磁
ヨークの長手方向で着磁効率を同一とした時と、両端部
が中央部より小なる効率で着磁した時のスリーブ表面の
磁気特性の差を示す特性図、第６図は両端部と中央部で
着磁効率に差を与える着磁ヨークとマグネットロールの
着磁時における関係を示す断面図、第８図、第９図は従
来の磁気ブラシ現像用のマグネットロールの断面図、第
10図は従来からのシート状マグネットの製造工程を示す
工程図、第11図は同シート状マグネットを用いたマグネ
ットロールの製造工程を示す工程図、第12図ａ〜ｅは従
来からの扇状マグネットの製造工程を示す工程図、第13
図は同扇状マグネットロールの斜視図である。 １……たて型射出成形機、２……コイル、３……磁性
材、3a……扇状凹部、3b……下部磁性材、3c……上部磁
性材、４……非磁性材、５……金型、６……磁極ピー
ス、７……シャフト、８……円柱状マグネットロール、
９……着磁ヨーク。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フェライト粉と高分子材料からなる複合樹
   脂マグネット材を磁場配向用コイル中に設置した磁性金
   属材料と非磁性金属材料との組合わせからなる配向金属
   を用いて断面形状が扇形で円弧中央部から他の三辺へフ
   ェライト粉を配向させた磁極ピースを成形し、この磁極
   ピースをシャフト材に複数個組合わせて貼り合わせたマ
   グネットロールが所定の磁気特性を得るように長手方向
   両端部でマグネットロールと傾斜ギャップを持つような
   着磁ヨークを用いて着磁するマグネットロールの製造方
   法。