JPH02106005A - 成形磁石ローラ及びその製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、ファクシミリ、プリンター等
の乾式画像再生装置において、磁性現像剤の搬送手段と
して用いられる磁気ブラシ現像用ローラ或いは磁気ブラ
シクリーニング用ローラ等の磁石ローラ及びその製法に
関するものである。

（従来技術） 従来成形磁石ローラは、第７図に示す如く芯軸（１）を
磁石粉末（２）によってインサート成形して円形の磁石
ローラを形成し、局部的に磁化容易軸を異方性配向して
着磁し、周面に磁極（３）を形成したものが提案されて
いる　（特開昭５６−１０８２０７）。

この磁石ロールは製造が容易で、磁気的に均質である利
点を有するが、次の問題点もあった。

即ち、磁極（３）の幅は着磁箇所のみならず、その両側
へ成る程度の広がりを持っており、磁極（３）の幅が広
がって境界がぼけるため、磁石ローラの磁極位置を所定
範囲に限定することが難しく、その分だけ磁束密度が低
下した。又、磁石粉末は磁化容易軸を配向する際、磁力
線が一方の磁極Ｎから反対磁極Ｓｌ＼自山な曲線経路を
通って磁場配向されており、一方向への集中配向ではな
いから、磁気異方性の向上は未だ不十分であった。

磁石ローラ周面の磁極（３）　（３）間の中間領域（４
）とその近傍には、磁力線は殆んど通らず磁石ローラと
しての機能は発揮しないにも拘らず、高価な磁石粉末が
使われているから、材料の無駄であった。

更に従来の上記成形磁石ローラを製造する設備は、第６
図に示す如く、磁石ローラキャビティ（５）を有す射出
成形金型（６）を使用し、磁極対応箇所では磁性体部材
（７）、その他の箇所は非磁性体部材（８）で構成し、
各磁性体部材（７）は夫々電磁石ヨーク（９）に連繋し
たものである。磁石ローラの製造は、キャビティ（５）
中に芯軸（１）をインサートし、強磁性体粉末と熱可塑
性樹脂を混練した溶融混合物である磁石粉末をキャビテ
ィ中に射出し、同時に各電磁コイルヘー斉に通電してヨ
ークに磁界を発生させ、一方の磁極Ｎから反対磁極Ｓに
向う磁路に沿って磁場配向した。

この磁石ローラの製法は、ヨーク毎に独立して磁界を発
生させる必要上、強力な電磁コイル（１０）が必要であ
り、それ許りか射出成形機の金型周囲の狭い空間に複数
の大形電磁コイル（１０）を配置することはスペース的
に無理があった。

（解決すべき問題点） 本発明は成形磁石ローラであって、磁極を所定範囲に限
定でき、磁場配向が一方向に集中している異方性磁石ロ
ーラを明らかにするものである。

本発明は更に、僅か２個のヨークによって磁石ローラの
全磁極に磁場配向出来、しかも各磁極に対し一方向ｌ＼
集中した磁気異方性を付与できる磁石ローラの製法を明
らかにする。

（問題点を解決する手段） 本発明の磁石ローラは、磁性体の芯軸（１）、磁石粉末
成形体（２）によってインサート成形したものであって
、該磁石粉末成形体を、芯軸を覆う薄いボス部（１１）
と、該ボス部の所定角度範囲に亘って放射状に突出した
複数本の磁極突片（１２）によって構成した。

該磁石ローラの製造は、磁石ローラキャビティ（５）を
有す金型（１３）（１４）を、接近離間可能な一対の電
磁ヨーク（１５）　（１６）に取り付け、該金型は、各
磁極突片先端（１７）とヨーク＜１５）　（１６）との
間を磁性体材料、その他の部分は非磁性体材料（８）に
よって形成してヨークから磁極突片先端（１７）の間に
磁路を構成し、該金型中に磁性体の芯軸（１）をインサ
ート支持すると共に、金型のキャビティに強磁性体粉末
と高分子化合物との溶融混合物を射出して芯軸（１）を
インサート成形し、射出時或いは射出された溶融混合材
料がキャビティ中で未だ溶融状態にあるときヨーク（１
５）　（１６）間に磁場を発生させて、磁極突片（１２
）中にある強磁性体粉末の磁化容易軸が磁極突片の先端
から基端に向う磁場配向を行ない、樹脂が固化した後、
ヨーク間に逆向きの磁場を発生させて成形体を脱磁し、
金型から成形体を取り出し、各磁極突片に着磁する。

（作　用） 本発明の磁石ローラは、異方性配向の際に磁力線は一方
のヨーク（１５）→一方の金型（１３）の磁性体材料（
７）→一方の磁極突片（１２）→芯軸（１）→他方の磁
極突片（１２）→他方の金型（１４）の磁性体材料（７
）→他方のヨーク（１６）→ヨーク（１５）の順に通過
して磁気閉口路を形成し、磁極突片中の強磁性体粉末の
磁化容易軸を磁力線の方向に一致する様に配向する。

磁気回路抵抗は、ボス部（１１）では通路幅が狭いため
抵抗は大きい。一方芯軸は直径が大きく抵抗は小さいか
ら、磁力線の大部分は第４図の如く磁極突片（１２）か
ら芯軸（１）を通って他方へ抜け、磁化容易軸の配向は
磁極突片の先端から基端へ向って一方向に集中する強い
異方性となる。

着磁された磁気のローラの磁力線は、第５図の如く磁極
突片の先端（１７）から芯軸（１）を通って反対磁極へ
抜ける様になり、磁力線は磁極突片の中では一方向に集
中し、突片先端にだけ磁界を発生する。（効　果） 磁石ローラは磁極突片（１２）の先端にだけ磁界を発生
し、それ以外の場所からの磁界発生はないから、磁極の
境界は明瞭であり、その分だけ磁界は集中して強い磁気
作用を発揮することが出来る。

又、磁化容易軸の配向は、多数の磁極に対し一対の電磁
コイルによって一挙に実現され、従来の如く磁極毎に電
磁コイルを配設する必要がないから、設備は安価で簡易
に実施できる。

（実施例） 図面及び以下の記載は、本発明を説明するためのもので
あって、発明を狭く限定して解釈するためのものではな
い。

第１図は電子式乾式複写機のトナーケース（１８）中の
磁石ローラ（１９）に本発明を実施したものであって、
公知のとおり、表面に静電気潜像を形成するドラム（２
０）に対して、トナーを収容したケース（１８）を接近
して配置している。トナーケース（１８）中には非磁性
体の回転ローラ（２１）と磁石ローラ（１９）を同心に
配置し、磁石ローラ（１９）はケースに固定され、回転
ローラ（２１）は駆動装置（図示せず）に連繋し、ドラ
ム（２０）と同期して回転する。

トナーは磁石ローラの磁極に吸引されて非磁性体の回転
ローラ（２１）の周面に穂立ち、該ローラの回転に伴っ
て搬送される。搬送途上でトナーの穂立ちはドクターナ
イフ（２２）によって高さが揃えられ、ドラム（２０）
表面上を穂立ちが擦るときトナーの一部はシリンダー表
面に移行し、残余のトナーはその侭搬送され下流のドク
ターナイフ（２３）によってローラ表面から剥離される
。

上記構成は公知のものであるが、本発明は磁石ローラ（
１９）を第５図の形状とし、それを第２図、第３図の設
備を用いた方法で磁場配向する点を新規とする。

磁石ローラ（１９）の芯軸（１）は快削鋼等磁性体材料
が使用され、必要に応じて軸状或いは中空パイプ状に形
成してもよい。

磁石粉末（２）の成形体は芯軸〈１）をインサート成形
し、同時に磁化容易軸が磁極突片（１２）の先端から基
端の方向に向って配向されて、磁気異方性となっており
、各磁極突片（１２）は夫々所定の極性と強さに着磁さ
れている。

磁石粉末（２）は、強磁性体粉末としてＳｒ−フェライ
トなどのフェライト磁石粉末、希土類−遷移金属などの
合金磁石粉末、Ｍ　ｎ　−Ａ　Ｉ−Ｃ磁石粉末などの磁
気異方性定数の大きいその他の強磁性体粉末が使用され
、配合量は８０重量％以上が望ましい。

上記強磁性体粉末と混練される結き剤樹脂は、ポリエチ
レン、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、などの熱可塑性樹
脂、 エポキシ樹脂、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂の如
く少量で磁石粉末を強固に結合できるものであれば使用
できる。

必要により滑剤として有機ケイ素化合物、有機チタ本−
ト化合物等の添加物を加える。

磁石ローラ（１９）は、複写機の仕様によって表面に形
成すべき磁極の数、位置、幅、極性が異なる。

第５図に示す例では、各磁極へ順番にＮ３、Ｓｌ、Ｎ２
、Ｓｌ、Ｓ２の極性を与え、幅はＮ、は１２ｍｅｅ、他
は６−−である。各磁極の位置は、芯軸中心と磁極Ｎｌ
の中心を結ぶ直線を基準として、磁極中心が張る角度は
、Ｓｌは７１°、Ｎ２は１５０゜Ｓ、は１８５′″、Ｓ
２は一８２゛である。

芯軸（１）の直径は２１ｍｍ、ボス部（１１）の厚さは
２　、５　＋＊ｍ、　Ｎ　ｌ極を構成する磁極突片（１
２）の先端（１７）は、芯軸（１）と同心の円弧面或い
は平面とし、芯軸中心からの半径長さは１５．０ｍｍで
あるが、他の磁極は、Ｎ１極より１〜２輪−短かくして
、回転ローラ〈２１）表面に作用する磁界を適当に弱め
る。

上記磁石ローラの成形及び磁場配向は、第２図、第３図
に示す公知の磁場射出成形機（日積樹脂工業株式会社製
　ＴＳＤ　　１００型）を応用して実施される。

該成形機は、図示しないが着磁空間から外れた位置で互
いに磁気的に繋っている上ヨーク（１５）と下ヨーク（
１６）及び上下ヨーク間に強力な磁界を発生させる電磁
コイル（２４）を具備している。一方のヨーク例えば上
ヨーク（１５）は電磁コイル（２４）中を摺動可能に設
けられ、下ヨークに対して接近離間する。

各ヨーク（１５）　（１６）の対向面には磁性体材料の
台Ｍｌ　（２５）及び射出成形金型（１３）　（１４）
が夫々取付けられる。金型（１３）　（１４）は磁石ロ
ーラキャビティ（５）を形成する型面を有し、非磁性体
材料によって形成された部材（２７）　（２７）によっ
て、芯軸（１）の両端をインサート支持する。又、金型
側方には、磁石粉末を原料とする射出成形機が設置され
る。

上下の金型（１３）　（１４）は、非磁性体材料（８）
によって形成され、磁石ローラキャビティの磁極突片先
端（１７）に対応する型面（２６）から台盤（２５）　
（２５）までの問は夫々磁性体材料の部材（７）によっ
て形成され、ヨークから磁極突片先端（１７）までの磁
路を構成している。

磁石ローラの成形は、先ず射出成形機のシリンダー（２
８）で溶融された磁石粉末を、ノズル（２９）、ランナ
ー（３０）から、キャビティ（５）へ射出する。

磁石粉末は芯軸（１）をインサートし、磁石ローラの形
状に成形されてキャビティを充満する。

射出前又はキャビティ中の磁石粉末が未だ溶融状態にあ
って、強磁性体粉末が自由に動き得るとき、電磁コイル
（２４）に通電してヨーク（１５）（１６）間に１０Ｋ
Ｏｅ以上の強さの磁界を発生させる。

上ヨーク（１５）→台５１１（２５）→部材（７）−上
金型中の全部の磁極突片（１２）−芯軸（１）−下金型
中の全部の磁極突片（１２）−・部ｔオ（７）−・台盤
（２５）−下ヨーク（１６）→上ヨーク（１５）を巡る
磁気閉回路が形成されているから、強力な磁界を発生さ
せることが出来、各磁極突片（１２）中の強磁性体粉末
は、先端から基端へ向って一方向に集中した磁化容易軸
の配向を受ける。ＦＭ脂が固化すると配向は固定され、
磁石は異方性となる。

この侭では成形された磁石ローラは金型に吸着して分離
不能であるから、電磁コイル（２４）に、磁場配向時と
は逆向きの電流を通じて、磁石ローラを脱磁し、金型と
の吸着を外す。

次に下ヨーク（１６）側から、油圧装置（図示せず）に
よづて駆動されているロッド（３０）を上昇させ、ロッ
ド先端の磁性体の部材（３１）に取付けたノックアウト
ピン（３２）　（３２）を突出させて、磁石ローラを金
型から取り出す。

取り出された磁石ローラ（１９）に対しては、公知のと
おり各磁極突片（１２）に着磁し完成する。

本発明の磁石ローラは、異方性が強く形成されているか
ら、磁極突片先端に現れる表面磁束密度は大きく、夫々
次の如くである。

Ｎ、は８００Ｇ　　　Ｎ、は６００Ｇ Ｓ、は７００Ｇ　　　Ｓ２は７００Ｇ Ｓ、は６００Ｇ 本発明の実施に於いては、上記の説明及び図面に限定さ
れず、多くの実施変更が可能なことは勿論である。

例えば金型（１３）　（１４）は割型構造とすること、
射出磁場成形機は竪型、着磁機は横型とすることが出来
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は磁石ローラを複写機用現像磁気ブラシローラに
実施した状況を示す断面図、第２図は製造設備の正面断
面図、第３図は第２図の■−■線に沿う断面図、第４図
は磁気配向工程の正面断面図、第５図は磁石ローラの正
面図、第６図は従来の製造設備の正面断面図、第７図は
従来の磁気ローラの正面図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁性体の芯軸（１）と、前記芯軸をインサート成
   形している磁石粉末成形体（２）とから構成され、該成
   形体（２）は芯軸を覆う薄いボス部（１１）に対し、該
   ボス部の所定角度範囲に亘って放射状に突出する磁極突
   片（１２）を複数本配設し、各磁極突片は先端から基端
   に向って磁気異方性に配位され着磁されている成形磁石
   ローラ。
2. （２）接近離間可能な一対の電磁ヨーク（１５）（１６
   ）に対し、複数の磁極突片を放射状に突出した磁石ロー
   ラのキャビティを有す金型（１３）（１４）を夫々取付
   け、該金型は、各磁極突片先端（１７）とヨークとの間
   を磁性材料、その他の部分は非磁性材料によって形成し
   て、ヨークから磁極突片先端の間に磁路を構成し、 該金型中に磁性体の芯軸（１）をインサート支持すると
   共に、金型のキャビティに溶融磁石粉末を射出して芯軸
   をインサート成形し、 射出時或いは射出された溶融磁石粉末がキャビティ中で
   未だ溶融状態にあるときヨーク（１５）（１６）間に磁
   場を発生させて、磁極突片（１２）における磁石粉末中
   の強磁性体粉末の磁化容易軸が磁極突片の先端から基端
   に向う磁場配向を行ない、磁石粉末が固化した後、ヨー
   ク間に逆向きの磁場を発生させて成形体を脱磁し、金型
   から成形体を取り出して、各磁極突片に着磁することを
   特徴とする磁石ローラの製法。