JPH0736282A

JPH0736282A - マグネットロール

Info

Publication number: JPH0736282A
Application number: JP20275393A
Authority: JP
Inventors: Keitaro Yamashita; 恵太郎山下
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1993-07-23
Filing date: 1993-07-23
Publication date: 1995-02-07

Abstract

(57)【要約】【目的】長尺軸方向にたわみが発生しない樹脂磁石を
用いて、シャフト不要の構造とした低価格・小形のマグ
ネットロールを提供する。【構成】少なくとも、Ｂａ−フェライトや希土類磁石
粉末等の強磁性粉末と、ナイロンやポリフェニレンスル
フィド等の熱可塑性樹脂との混合物を、押出成形により
Ｌ／Ｄが１３〜３０の異方性を有する縦弾性率が１０×
１０⁴ ｋｇ／ｃｍ² 以上の樹脂磁石からなる円柱体に成
形する。その後着磁してマグネットロール１０とする。
また、成形時には円柱体の軸方向端部に、画像形成装置
の現像装置への取りつけ用の位置決め部５０として切り
欠きを設けておく。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真方式の画像形
成装置等で使用されるマグネットロールに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、図４に示すように、電子写真方式
による画像形成装置で現像ロールやクリーニングロール
として使用されている磁性粉体搬送ロール６０として
は、一般に中央にシャフト６１を有し、シャフトの周囲
に円筒形状に形成した磁石６２を設け、さらにその磁石
６２の周囲に非磁性体からなるスリーブ６３を有する構
造のものが広く知られている。この磁性粉体搬送ロール
６０に使用されるマグネットロール６４は、フェライト
粉末を磁場中で成形後焼結して得られた異方性ブロック
磁石をシャフト６１の周囲に固定したものや、フェライ
ト粉末をラバープレス法により成形後焼結して得られる
等方性フェライト磁石からなる円筒状永久磁石をシャフ
ト６１の周囲に固定したもの等がある。これに対し、マ
グネットロールの軽量化及び低コスト化のために、近年
フェライト粉末等の強磁性粉末とゴムやプラスチック等
の高分子化合物を主体とする樹脂磁石を用いたマグネッ
トロール６４が使用されるようになってきた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一方、近年の社会的、
経済的情勢の中で、電子写真方式による画像装置全体の
小型、低価格化が、市場性という面から従来よりも一層
強く求められている。このような中で、近年使用される
ようになってきた樹脂磁石を用いたマグネットロール
は、樹脂磁石の成形性、壊れにくさ、軽量化等という点
で優れてはいるものの、製造コストという面では、例え
ば、シャフトを金型にインサートし、原料混練物を金型
に射出し、冷却固化させるという手間のかかる製造工程
を経なければならず、大幅な低コスト化という課題を満
足させることはできなかった。さらに、樹脂磁石を用い
てマグネットロールを小型化するさいには、特に小口径
の長尺形状とするときは、軸方向に対するそりや曲りの
発生が問題となる。そこで、本発明は上記問題点に鑑み
て、長尺軸方向にたわみが発生しない樹脂磁石を用い
て、シャフト不要の構造とした製造コストの低い小型の
マグネットロールを提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、表面に複数個の磁極を有するマグネットロールにお
いて、マグネットロールが１０×１０⁴ ｋｇ／ｃｍ² 以
上の縦弾性率を有し、少なくとも強磁性粉末と熱可塑性
樹脂との混合物から形成されるとともに、全長［Ｌ（ｍ
ｍ）、但し２００＜Ｌ＜３５０］が同一径であって、そ
の直径をＤ（ｍｍ）とするとＬ／Ｄが１３〜３０の円柱
体に形成される。さらに、円柱体の端部に現像装置への
取り付け用位置決め部を設ける。

【０００５】全長を３５０ｍｍ未満としたのは、小口径
化とした場合の軸方向のたわみを少なくするためであ
る。但し、通常の現像幅はＡ４サイズ以上であることが
多いので、全長は２００ｍｍより大きくする。全長が同
一径の円柱体に形成したのは、成形性の良い製造コスト
の低いシャフト不要の構造を有する、小型のマグネット
ロールを得るためである。また、Ｌ／Ｄが１３未満であ
ると、大口径となって、それが組み込まれる現像装置等
を小型化しにくくなり、一方、Ｌ／Ｄが３０より小さい
と、たわみが大きくなるので、Ｌ／Ｄは１３〜３０とす
る必要がある。また、樹脂磁石の縦弾性率を１０×１０
⁴ ｋｇ／ｃｍ² 以上としたのは、マグネットロールをシ
ャフト不要の小口径の円柱体構造としたために発生する
長尺軸方向のたわみを、マグネットロール全体に剛性を
付与することにより少なくするためである。

【０００６】強磁性粉末としては、Ｂａ−フェライト、
Ｓｒ−フェライト等のフェライト粉末、アルニコ磁石粉
末、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｃｏ磁石粉末、あるいは希土類コバル
ト磁石粉末等を使用することができる。熱可塑性樹脂と
しては、例えば、ポリアミド、ポリカーボネイト、ポリ
フェニレンスルフィド等を使用することができる。さら
に、成形性を改善するためにポリエチレン、ステアリン
酸カルシウム等の少量の滑剤や、有機ケイ素化合物又は
有機チタネート化合物等の強磁性粉末と樹脂のぬれ性改
善用の添加物を加えても構わない。

【０００７】

【作用】本発明のマグネットロールは、樹脂磁石を用い
てＬ／Ｄが１３〜３０で、全長が同一径の円柱体状のス
トレート形状で、シャフト不要の構造としているため、
小型で成形性をよくすることができ、製造工程を従来よ
り単純化してコストの低減を図ることができる。また、
使用する樹脂磁石として縦弾性率が１０×１０⁴ ｋｇ／
ｃｍ² 以上のものを使用し、且つ全長（Ｌ）を２００〜
３５０ｍｍとするため、全長が同一径であってＬ／Ｄが
１３〜３０の細長い円柱体のマグネットロールの長尺軸
方向のたわみを少なくすることができる。さらに、マグ
ネットロールの円柱体の端部に、現像装置への取りつけ
用位置決め部を設けることにより、シャフト不要の構造
としても、予め現像装置の所定位置に設けた嵌合部に位
置決め部を合わせることにより、このマグネットロール
を現像装置に短時間で正確に取りつけることができる。

【０００８】

【実施例】本発明の実施例を図により説明する。本実施
例の磁性粉体マグネットロール１０には、強磁性粉末と
してＢａ−フェライトを使用し、高い剛性を有する熱可
塑性樹脂としてはナイロン６（縦弾性率２×１０⁵ｋｇ
／ｃｍ²）を使用した。平均粒径１μｍのＢａ−フェラ
イト粒子９０重量部に対して、ナイロン６を１０重量部
を加えて、約２４０℃でバッチ式ニーダにより混練し
た。この混練物を押出成形機に投入し、所定長で切断し
て冷却固化させ、異方性を有した円柱体状の成形体を得
た。その後、得られた円柱体状の成形体の異方性方向に
着磁して、ナイロン系樹脂磁石からなるマグネットロー
ル１０を得た。また、比較のために、ナイロン６の代わ
りにエチレン・エチルアクリレート共重合体を用いた以
外は上記と同様の条件で、ＥＥＡ系樹脂磁石からなるマ
グネットロールを得た。

【０００９】本実施例では、上記マグネットロール１０
をＡ４の用紙の横サイズに合わせて長さ２３０ｍｍと
し、直径を４〜２０ｍｍとした円柱体に形成した。ま
た、押出成形機の金型出口２０の口金３０周囲には磁化
コイル４０を設けて、押し出し時に成形体に異方性を付
与することができるようになっている。本実施例では、
最終的に４極対称着磁を施すために金型出口２０の口金
３０周縁に磁化コイル４０を等間隔に４個設けたが（図
２）、配置する磁化コイル４０の数を適宜変えることに
より、必要な極数を得ることができる。

【００１０】上記マグネットロールを、磁性ブレードを
用いる非接触現像法に使用した場合、マグネットには長
手方向にわたって均一に約１ｋｇの磁気吸着力が作用
し、マグネットにはたわみが生ずる。しかしてたわみが
大きくなると、スリーブ上での磁束密度分布が不均一と
なってしまうので（スリーブ上でのトナー層の厚みが不
均一となる）、たわみは少ない程よく実用上０．０２ｃ
ｍ以下であることが好ましい（より好ましくは、０．０
１ｃｍ以下）。

【００１１】ここで円柱体を上記樹脂磁石で形成した場
合のたわみ量の測定結果を示すと次ぎの通りである。ま
ず円柱体を両端支持の水平ばりとし、支点間に均一荷重
が作用したとすると、円柱体の最大たわみ量は数１から
求められる。また、断面二次モーメントは数２で表わせ
られるので、数１と数２から最大たわみ量（ｗ）が算出
できる。この場合の縦弾性率（Ｅ）は、ナイロン系樹脂
磁石が約２×１０⁵ ｋｇ／ｃｍ² で、ＥＥＡ系樹脂磁石
が約２×１０⁴ ｋｇ／ｃｍ² である。

【００１２】

【数１】

【数２】

【００１３】表１は、ｌ＝２３０ｍｍで、ｄを４〜２０
ｍｍまで変えた時の上記２種類の磁石の最大たわみ量
（ｍｍ）を示すもので、表１から、円柱体をナイロン系
樹脂磁石で形成することにより、ＥＥＡ系樹脂磁石より
も最大たわみ量を大幅に少なくできることがわかる。

【表１】

【００１４】また表１から、ナイロン系樹脂磁石の場
合、最大たわみ量を０．２ｍｍ以下にするためには、直
径を約１０ｍｍ以上とすればよいことがわかる。但し、
通常の磁気ブラシ現像の場合は、上述した磁気吸引力は
現像剤吸着搬送によるもののみで作用力は小さいので、
直径は若干小さくできる。また、直径が大きくなると、
現像装置も大型化してしまうので、直径は１６ｍｍ以下
がよい。これらのことから、剛性の大なる樹脂磁石を使
用した場合のＬ／Ｄは、１３〜３０の範囲に設定するこ
とが好ましく、より好ましくは１４〜２３の範囲であ
る。

【００１５】本実施例では、シャフト不要のストレート
形状であるため、生産性の面から押出成形機を使用して
マグネットロール１０を形成したが、射出成形機により
成形しても構わない。この場合は、金型の成形空間の周
囲に、半径方向に着磁された希土類コバルト磁石と、円
周方向に着磁された希土類コバルト磁石を設置し、これ
らの永久磁石の周囲を軟磁性体からなるヨークで囲み、
この金型の磁場中で成形すればよい。尚、この場合は、
希土類コバルト磁石としては、金型内の樹脂の異方性化
に必要な磁界が得られるように、Ｂｒが８０００Ｇ以
上、ＩＨＣが１００００ Oe 以上の磁気特性を有するも
のを使用することが好ましい。

【００１６】また、マグネットロール１０は、シャフト
不要の構造をしているため、現像装置の定位置にきちん
とセットすることができるように、位置決め部５０とし
て切り欠きが円柱体状の成形体の軸方向端部に設けられ
ている。予め現像装置の所定位置に設けられた嵌合部
に、位置決め部５０を嵌合させることによりセットする
ことができるようになっている。位置決め部５０の切り
欠きは、予め金型出口２０の口金３０部分に位置決め用
の段部を設けて一体に成形されるようになっている。切
り欠きの形状は、図３（ａ）〜（ｄ）のように、金型の
段部の形状に合わせて種々のものが考えられる。また、
切り欠きは、図３（ｅ）のように円柱体の端面を凹部に
形成したものでも構わない。

【００１７】

【発明の効果】本発明により、マグネットロールの構造
をシャフト不要の小型の構造としても、剛性を高めた樹
脂磁石を使用することにより、画像品質に重要な影響を
及ぼす長尺軸方向のたわみを極力少なくすることがで
き、マグネットロールの低価格、小型化を達成すること
ができる。そのため、本発明のマグネットロールを使用
することにより、従来より一層、画像品質を維持しなが
ら、画像形成装置全体の低価格、小型化を推進すること
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ルの斜視図。

【図２】成形体に異方性を付与するための金型出口の口
金の断面模式図。

【図３】マグネットロールの位置決め部を示す端面図
（ａ）〜（ｅ）。

【図４】従来の磁性粉体搬送ロールの断面図。

【符号の説明】

１０マグネットロール２０金型出口３０口金４０磁化コイル５０位置決め部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面に複数個の磁極を有するマグネット
ロールにおいて、マグネットロールが１０×１０⁴ ｋｇ
／ｃｍ² 以上の縦弾性率を有し、少なくとも強磁性粉末
と熱可塑性樹脂との混合物から形成されるとともに、全
長［Ｌ（ｍｍ）、但し２００＜Ｌ＜３５０］が同一径で
あって、その直径をＤ（ｍｍ）とするとＬ／Ｄが１３〜
３０の円柱体に形成されていることを特徴とするマグネ
ットロール。
【請求項２】円柱体の端部に現像装置への取り付け用
位置決め部が設けられたことを特徴とする請求項１に記
載のマグネットロール。