JPH09275028A - マグネットローラ及びその製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パイプ状の樹脂成形品を磁場中押出形成装置
により製造するに当たって、成形品と軸孔との同軸度の
精度を高め、かつ樹脂流動を不均一にすることなく配向
度の高い成形品を得ることのできる軸固定用金型（製造
装置）を提供する。 【解決手段】 配向ダイ２２の上流側に軸固定用金型２
１を直結配置し、軸固定用金型は、配向ダイの流路２２
ａと連通する流路２１ａと、該流路内に於て上記軸を固
定する為に軸外周から流路内壁にかけて外径方向へ延び
る少なくとも１枚以上の板状の軸固定ガイド２３とを有
し、軸固定用金型の流路は、内径が軸方向全長に渡って
同径であり且つ配向ダイの流路径よりも大径の大径部２
１Ａと、該大径部の下流側端部と連通し内径が下流側へ
向けて漸減する下流側のテーパー部２１Ｂとを有し、軸
固定ガイドは、大径部内にだけ配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子写真プロセスを
用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の画像形
成装置の現像装置に用いられる現像ローラ等の製造装置
に関し、特にプラスチックマグネットローラのような高
い磁気特性を必要とするマグネットローラを、磁場中押
出成形方法により製造する製造装置及びこの製造装置に
よって製造されるマグネットローラに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のプラスチックマグネットローラの
製造に於ては、熱可塑性樹脂にハ−ドフェライト等の磁
性粒子を混合した材料を、押出し成形や射出成形により
所要の形状に成形した後で、当該成形品を着磁して所定
の磁気特性を得るようにしている。また、プラスチック
マグネットに含まれるフェライトの単位胞は、一般的に
一軸異方性の性質をもっている。そのため、高磁力を得
るには、成形を磁場中で行い、材料中のフェライトの方
向をそろえる（以下、配向させる、という）ことが重要
である。磁場中射出成形では、溶融した樹脂に磁場を印
加して配向を行った後、フェライトの向きが保持される
程度の粘度となるまで冷却を行うため、磁気特性は高い
ものとなる。一方、磁場中押出成形では、フェライトの
配向が乱れてしまう程度の低い粘度でしか成形できない
ために、磁気特性が射出成形に比べて低くなるのが一般
的である。しかし、押出し成形方法は磁気特性の点での
マイナスを除けば、射出成形に比べて次のようなメリッ
トがあり、従って磁力の向上という課題さえ解決すれ
ば、実用性の高い技術となることが明らかである。一般
に磁場中押出し成形方法のメリットとしては、成形タク
トが短いために連続成形のための加工時間が短くなるこ
とと、金型費用が安いために金型構造が簡単かつ、小型
となること等を挙げることができる。押出成形によりプ
ラスチックマグネット現像ロ−ラを製造する場合には、
パイプ押出によりパイプ形状の成形品を得た後、その軸
孔内に芯金を挿入する工法や、クロスヘッドダイを用い
て芯軸に材料を被覆した状態で押出しを行う工法等が主
に用いられている。

【０００３】一般的なプラスチックマグネットロ−ラの
押出装置の構成を図６に示す。押出機（押出成形機）１
で加熱溶融した成形材料は、クロスダイ２から押出ダイ
３、配向ダイ４内の各流路に流れ込む。配向ダイ４の外
周に配置した磁場発生装置５（配向ヨーク５ａ，配向コ
イル５ｂ）により、成形材料７を磁化する。図７のパイ
プ押出装置の拡大図に示す様に、この装置においては、
パイプ穴形成用の軸６がダイ２、３、４内に配置される
ことで、その軸６の外周を通過する樹脂をパイプ形状に
成形する。なお、軸６はニップル８により支持される。
また、上記被覆押出し方法では、クロスダイ２の後方か
ら芯軸を挿入して成形する。また、両方法ともに、配向
ヨ−ク５ａと配向ダイ４を用いることで、材料中の磁性
粒子を配向させてマグネットロ−ラ磁力波形を制御して
いる。上記のごときパイプ形状の押出成形方法において
は、成形品の軸穴位置の制御が非常に難しい。これは、
成形品の軸穴位置が配向ダイ４の出口における軸６の位
置により決定されるため、軸位置が図７に点線で示す様
に成形時に変化すると、成形品の穴位置も変化を起こす
ためである。また、成形品の軸穴が小径であるために、
軸径を細くしなくてはならない場合や、軸長さが長い場
合において特に成形時の軸曲がりが発生しやすい。

【０００４】軸曲がりは、成形開始時の軸位置精度や、
成形時の樹脂流動により発生するが、これらの制御は非
常に困難であるため、一度成形した後に成形品の穴位置
を測定し、軸の位置を再調整する必要が生じることが多
く、このことが更に製造工程を複雑煩瑣なものとしてい
る。

【０００５】一般的にはパイプ穴用の軸６はニップル７
に取り付けられることが多く、ニップル７から下流側に
位置するダイの軸方向長が長い程、軸６の長さも長くな
り、成形時に曲がりが発生しやすくなる。特に、プラス
チックマグネットロ−ラの成形では、磁性粒子を配向さ
せるための配向ダイ４を使用するため、通常よりニップ
ル７から先方に位置するダイ全体の軸方向長が長くなる
ことが多く、それだけ軸曲がりが発生し易い。軸曲がり
に対する対策としては、軸位置を固定するガイド（以
下、軸固定ガイド）をニップルから先方の流路内に設け
る方法が考えられる。軸固定ガイドは、実質的な軸長さ
を短くして曲がりを防止する効果があるため、成形品パ
イプ穴位置の制御には非常に有効な手段である。軸固定
ガイド及びその設置方法の従来例を図８(a) 及び(b) の
縦断面図及びＡ−Ａ断面図に示す。この例では、押出ダ
イ３の流路の出口部分に９０度間隔で放射状に延びる４
本の軸固定ガイド１０が配置されて軸６を支持してい
る。この軸固定ガイド１０により軸６の軸方向中間部を
支持しているので、軸６の曲がりが有効に防止されてい
る。

【０００６】しかし、磁場中押出成形装置において用い
られるパイプ穴形成用の軸６を支持する為の軸固定ガイ
ド１０には次のような問題点がある。まず、軸６を支持
する上でより効果的な軸固定ガイド１０の設置位置は、
図８(a) のように押出ダイ３の出口に近い位置である。
また、配向ダイ４の流路中に軸固定ガイドを設ける方法
は、本出願人の提案に係る発明（未公知）によって開示
されているが、この方法によった場合には、配向ダイ４
内の流路中に軸固定ガイドを設けるため、軸固定ガイド
を含んだ配向ダイの作製が難しくなり、且つコストも高
くなる。更に、配向ダイ内のガイド１０の位置よりも下
流位置では、ガイド１０で分流された樹脂が合流する地
点で樹脂の流動状態が不均一になるため、磁場配向しに
くくなるという欠点がある。

【０００７】なお、配向ダイ４の流路中ではなく、配向
ダイ４よりもニップル７側寄りの流路内に軸固定ガイド
１０を設けたとしても、ガイド１０の直下流位置で樹脂
の流動状態が不均一になる点は同様である。

【０００８】図８に示した従来例を含めて、従来の軸固
定ガイド１０の直下流位置で樹脂流動状態が不均一にな
るのは、軸固定ガイド１０と流路内壁との間の空間面積
が、ダイの流路の他の部分の流路面積よりも小さいた
め、ガイドで分割された樹脂がガイド通過後に合流する
際に押出方向以外へ向かう樹脂流動が生じるためであ
る。磁場配向は、樹脂の流れによる磁性粒子の機械配向
を上回る力で磁力により配向することにより所期の目的
を達成するものであるため、樹脂流動が不均一であるこ
とは磁場配向を妨げる要素となる。従って、磁場中押出
成形方法に於ては、配向ダイ内で如何に樹脂の流動状態
を安定させるかが、磁場配向の成否を左右する重要なポ
イントとなる。なお、成形品形状のみを重要視した押出
成形では、前述の軸固定ガイドが成形上大きな障害とな
ることはなく、樹脂流動の不均一による磁場配向度の低
下ということは、磁場中押出し成形方法に特有の問題で
ある。本発明は上記に鑑みてなされたものであり、パイ
プ状の樹脂成形品を磁場中押出形成装置により製造する
に当たって、成形品と軸孔との同軸度の精度を高め、か
つ樹脂流動を不均一にすることなく配向度の高い成形品
を得ることのできる軸固定用金型を提供することを目的
とする。

【０００９】

【課題を解決する為の手段】上記目的を達成する為、請
求項１の発明は、磁場発生装置により磁場を印加しなが
ら磁性粉を含んだ成形材料の押出し成形を行い、該成形
材料中の磁性粒子を配向させてパイプ状のプラスチック
マグネットローラを成形する磁場中押出成形装置であっ
て、内部に成形品流路を有した配向ダイと、配向ダイの
外周に位置する磁場発生装置と、少なくとも配向ダイの
流路内に位置する軸孔形成用の軸とを備えたものに於
て、該配向ダイの上流側に軸固定用金型を直結配置し、
上記軸固定用金型は、上記配向ダイの流路と連通する流
路と、該流路内に於て上記軸を固定する為に軸外周から
流路内壁にかけて外径方向へ延びる少なくとも１枚以上
の板状の軸固定ガイドとを有し、上記軸固定用金型の流
路は、内径が軸方向全長に渡って同径であり且つ配向ダ
イの流路径よりも大径の大径部と、該大径部の下流側端
部と連通し内径が下流側へ向けて漸減する下流側のテー
パー部とを有し、上記軸固定ガイドは、上記大径部内に
だけ配置されていることを特徴とする。請求項１に記載
の軸固定用金型構造を用いてプラスチックマグネットの
押出成形を行なえば、同軸度精度を確実に保持できるば
かりでなく、更にガイド設置による樹脂流速の不均一が
生じないため、ガイド設置を行なわない場合と同等に、
十分に磁場配向された磁力の高い成形品を得ることがで
きる。

【００１０】請求項２の発明は、上記軸固定用金型の流
路の大径部の樹脂流路断面積と、上記配向ダイの樹脂流
路断面積とが等しくなる様に構成されていることを特徴
とする。請求項２に記載の軸固定用金型構造を用いてプ
ラスチックマグネットの押出成形を行なえば、同軸度精
度を確実に保持できることに加えて、ガイド設置部分と
配向ダイ入り口のガイドのない樹脂流路の断面積が等し
いため、ガイド設置部と配向ダイ入口で樹脂流速が等し
くなり、請求項１の場合よりも樹脂流速の不均一化を生
じさせない効果が更に高くなり、ガイド設置を行なわな
い場合と同等に、十分に磁場配向された磁力の高い成形
品を得ることができる。

【００１１】請求項３の発明は、磁場発生装置により磁
場を印加しながら磁性粉を含んだ成形材料の押出し成形
を行い、該成形材料中の磁性粒子を配向させてパイプ状
のプラスチックマグネットローラを成形する磁場中押出
成形装置であって、内部に成形品流路を有した配向ダイ
と、配向ダイの外周に位置する磁場発生装置と、少なく
とも配向ダイの流路内に位置する軸孔形成用の軸とを備
えたものに於て、該配向ダイの上流側に軸固定用金型を
直結配置し、上記軸固定用金型は、上記配向ダイの流路
と連通する流路と、該流路内に於て上記軸を固定する為
に軸外周から流路内壁にかけて外径方向へ延びる少なく
とも１枚以上の板状の軸固定ガイドとを有し、上記軸固
定用金型の流路は、上記配向ダイの流路と同径であり、
上記軸固定ガイドは、軸固定用金型の流路全長に渡って
延在しており、該軸固定ガイドの下流側端面だけがテー
パー状に傾斜しており、該下流側端面が上記軸に接する
内径部から上記流路内壁に接する外径部まで下流へ向け
て拡開する形状を有していることを特徴とする。請求項
３に記載の軸固定用金型構造を用いてプラスチックマグ
ネットの押出成形を行なえば、同軸度精度を保持でき、
軸固定ガイドによって分割された樹脂が徐々に溶着し、
配向ダイ内に移動した時点では完全に溶着しているの
で、樹脂流動の不均一が生じないため、ガイド設置を行
なわない場合と同等に、十分に磁場配向された磁力の高
い成形品を得ることができる。

【００１２】請求項４の発明は、磁場発生装置により磁
場を印加しながら磁性粉を含んだ成形材料の押出し成形
を行い、該成形材料中の磁性粒子を配向させてパイプ状
のプラスチックマグネットローラを成形する磁場中押出
成形装置であって、内部に成形品流路を有した配向ダイ
と、配向ダイの外周に位置する磁場発生装置と、少なく
とも配向ダイの流路内に位置する軸孔形成用の軸とを備
えたものに於て、該配向ダイの上流側に軸固定用金型を
直結配置し、上記軸固定用金型は、上記配向ダイの流路
と連通する流路と、該流路内に於て上記軸を固定する為
に軸外周から流路内壁にかけて外径方向へ延びる少なく
とも１枚以上の板状の軸固定ガイドとを有し、上記軸固
定用金型の流路は、上記配向ダイの流路と同径であり、
上記軸固定ガイドは、軸固定用金型の流路全長に渡って
延在しており、該軸固定ガイドの下流側端面だけがテー
パー状に傾斜しており、該下流側端面が上記軸に接する
内径部から上記流路内壁に接する外径部まで上流へ向け
て拡開する形状を有し、該軸固定ガイドの内径側端縁
は、軸固定用金型の流路全長に渡って上記軸と接してい
ることを特徴とする。請求項４に記載の軸固定用金型構
造を用いてプラスチックマグネットの押出成形を行なえ
ば、請求項３の効果に加えて、軸固定距離が長いため同
軸度精度を保持する効果を請求項３よりも向上でき、更
に、軸固定ガイドが流速の速い内部の流速を減速させる
効果があるので内外部の流速差を減少させることがで
き、請求項３の場合よりも充分に磁場配向した磁力の高
い成形品を得ることができる。

【００１３】請求項５の発明は、磁場発生装置により磁
場を印加しながら磁性粉を含んだ成形材料の押出し成形
を行い、該成形材料中の磁性粒子を配向させてパイプ状
のプラスチックマグネットローラを成形する磁場中押出
成形装置であって、内部に成形品流路を有した配向ダイ
と、配向ダイの外周に位置する磁場発生装置と、少なく
とも配向ダイの流路内に位置する軸孔形成用の軸とを備
えたものに於て、該配向ダイの上流側に軸固定用金型を
直結配置し、上記軸固定用金型は、上記配向ダイの流路
と連通する流路と、該流路内に於て上記軸を固定する為
に軸外周から流路内壁にかけて外径方向へ延びる少なく
とも１枚以上の板状の軸固定ガイドとを有し、上記軸固
定用金型の流路は、内径が軸方向全長に渡って同径であ
り且つ配向ダイの流路径よりも大径の上流側の大径部
と、該大径部の下流側端部と連通し内径が下流側へ向け
て漸減する下流側のテーパー部とを有し、上記軸固定ガ
イドは、その外径側端縁が軸固定用金型の流路内壁に全
長に渡って接していると共に、該テーパー部内に位置す
る該軸固定ガイドの下流側端面だけがテーパー状に傾斜
しており、該下流側端面が上記軸に接する内径部から上
記流路内壁に接する外径部まで下流へ向けて拡開する形
状を有していることを特徴とする。請求項５に記載の軸
固定用金型構造を用いてプラスチックマグネットの押出
成形を行なえば、同軸度精度を保持でき、更に請求項
１、２と３、４を合わせた効果を得られるため、ガイド
設置による樹脂流速の不均一が発生せず、ガイド設置を
行なわない場合と同等に、十分に磁場配向された磁力の
高い成形品を得ることができる。

【００１４】請求項６の発明は、上記軸固定用金型の流
路の断面積が、どの軸方向位置に於ても、配向ダイの流
路の断面積と等しくなるように、上記軸固定ガイドの形
状、及び流路内径を変化させたことを特徴とする。請求
項６に記載の軸固定用金型構造を用いてプラスチックマ
グネットの押出成形を行なえば、同軸度精度を保持で
き、ガイド設置部分であっても配向ダイ内と等しい流速
が得られるため、請求項５の場合に比べて更にガイド設
置による樹脂流速の不均一が生じさせない効果が高く、
ガイド設置を行なわない場合と同等に、十分に磁場配向
された磁力の高い成形品を得ることができる。

【００１５】請求項７の発明のマグネットローラは、請
求項１、２、３、４、５、又は６に記載の製造装置によ
り製造されたことを特徴とする。請求項７のマグネット
ロ−ルは請求項１〜６に記載の軸固定用金型構造を用い
て製造されているため、同軸度精度が高くかつ充分な磁
場配向が行なわれているため磁気特性に優れたものとな
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示した形態
例に基づいて詳細に説明する。本発明によるマグネット
ロ−ラの押出成形装置は、磁気異方性磁性粒子と熱可塑
性樹脂の混合物を１極以上の配向極を設けた配向ダイに
より磁場を印加しながら成形を行なう磁場中押出成形法
を用いたものである。マグネットローラ（成形材料）
は、樹脂中に磁性粉を混入したものであり、樹脂の材質
としては、ＥＥＡ（エチレンエチルアクリレ−ト）、Ｃ
ＰＥ（塩素化ポリエチレン）、ＣＳＭ（クロロスルホン
化ポリエチレン）等が用いられ、磁性粉としてはストロ
ンチウムフェライトが多く用いられる。なお、請求の範
囲を含む本明細書中に於てプラスチックマグネットとい
う場合にはゴムマグネットを含み、また樹脂という概念
中にはゴムをも含むものである。図１は本発明の磁場中
押出成形装置の一形態例（請求項１に対応）の要部構成
を示す断面図であり、押出機本体側シリンダ２０と配向
ダイ２２（磁場発生用コイル等は図示を省略）との間
に、軸固定ガイド２３を内蔵した軸固定用金型（ダイ）
２１を配置した構成が特徴的である。この形態例、及び
他の形態例の軸固定用金型は、配向ダイよりも成形機側
（上流側）に接続するものとする。シリンダ２０内に
は、図示しないニップルを配置し、このニップルによっ
てパイプ穴成形用軸２４の一端を支持する。軸２４は、
シリンダ２０の流路２０ａ，軸固定用金型２１の流路２
１ａ，配向ダイ２２の流路２２ａ内の中心位置に配置さ
れている。この軸２４の位置決めを行うのは、軸固定用
金型２１の流路内壁に配置された軸固定ガイド２３であ
る。

【００１７】軸固定用金型２１の流路２１ａは、軸方向
上流側の大径部２１Ａと、下流側のテーパー部２１Ｂと
から成る。大径部２１Ａは、幅Ｗの範囲に渡って同径で
あり、この径は配向ダイ２２の流路２２ａの径よりも大
きい。また、この大径部２１Ａに相当する流路内には９
０度間隔で４枚の羽根状の軸固定ガイド２３（各ガイド
の軸方向幅はＷ）が配置され、内壁から軸２４の外周面
に延びる各軸固定ガイド２３が軸２４を位置決め固定し
ている。図２(b) のＸ矢視図に示す大径部２１Ａの流路
断面積Ａと、同図(c) のＹ矢視図に示す流路断面積Ｂ
（テーパー部２１Ｂの下流側開口の断面積＝配向ダイ２
２の流路２２ａの断面積）とは、前者の方が大幅に大き
く設定されている。テーパー部２１Ｂは、大径部２１Ａ
の下流側端部から配向ダイ２２の流路２２ａの上流側端
部まで内径が漸減する流路であり、この例では内径が直
線状に漸減しているが、曲線状に漸減するようにしても
よい。また、大径部の軸方向長、テーパー部の軸方向長
等に特に限定はない。また、羽根の枚数、配置間隔等は
図示のものに限定されない。この点は、以下の他の形態
例に於ても同様である。

【００１８】本形態例の軸固定用金型を用いて押出成形
を行えば、軸２４との当接面積が大きい軸固定ガイドに
よって軸を強固に固定できるので、成形時に軸位置がぶ
れを起こすことがなくなり、更に軸固定ガイドを設置し
た大径部２１Ａ部（幅Ｗ＝ガイド設置部）の流路断面積
を配向ダイの樹脂流路２２ａの断面積よりも大きくして
いるため、ガイド２３によって分流された樹脂が、ガイ
ド２３を通過して溶着（合流）する際に、押出方向以外
への乱流が発生しにくく、スム−ズに溶着することがで
きる。従って、溶融樹脂が配向ダイの流路２２ａ内に入
るときには樹脂の流れは既に安定した状態になってお
り、流路断面積の十分に大きい大径部２１Ａにガイド２
３を設置することによって、図示しない磁場発生装置か
らの磁場による磁場配向が妨げられ、配向度が低下する
ことがない。

【００１９】次に、本発明の第２の形態例（請求項２に
対応）は、図１、図２において、軸固定ガイド２３を設
置した大径部２１Ａの流路断面積Ａ（図２(b) ）と、配
向ダイ入り口のガイドのない樹脂流路の断面積Ｂ（図２
(c) ）とが等しくなるように設定した点が特徴的であ
る。つまり、この形態例では、幅Ｗの大径部２１Ａの流
路断面積Ａが４枚の羽根状（板状）の軸固定ガイド２３
の端面積の分だけ狭くなって、断面積Ｂと同等となって
おり、従ってテーパー部２１Ｂの各部の断面積は大径部
２１Ａの断面積よりも広くなっている。本形態例の軸固
定用金型２１を用いれば、幅Ｗの大径部２１Ａ（ガイド
設置部、断面積Ａ）と、配向ダイ入り口（断面積Ｂ）で
樹脂流速が等しくなるため、配向ダイの流路２２ａ内に
入った樹脂の流動は更に安定し、配向ダイ２２における
磁場配向を妨げない効果が上記形態例の場合よりも更に
大きいものとなる。

【００２０】次に、図３は請求項３に対応する形態例の
軸固定用金型の構成を示す斜視図であり、この金型２１
が配置される箇所は、図１に示した箇所と同一である
が、この金型２１は、その流路２１ａの径が、配向ダイ
２２の流路２２ａの径と同等である点と、４枚の羽根状
の軸固定ガイド３０の下流側端面３０ａを、金型２１の
軸方向略中央部から押出方向下流側へ向けて傾斜させた
（拡開させた）構成とした点が異なっている。なお、各
ガイド３０の上流側端面３０ｂは軸２４に直交する端面
となっている。即ち、この軸固定ガイド３０の下流側端
面３０ａは、内径側端部を金型２１の軸方向中央部に位
置する軸２４の外周面に当接させるとともに、外径側端
部を流路２１ａの下流側端部内壁に固定させたテーパー
構成を有する。このように、本形態例の軸固定用金型２
１の樹脂流路２１ａは，配向ダイ２２の樹脂流路２２ａ
と同径であり、該流路２１ａ内には軸２４を中心として
９０度の周方向間隔で板状の軸固定ガイド３０が放射状
に、且つ下流側端面３０ａが下流へ向けて傾斜して延び
ている。即ち、ガイド３０の径方向幅は、金型内の途中
位置までは同じであるが、それよりも下流側（長さＬ
１）では半径方向へ向けてガイドの幅（端面３０ａと流
路２１ａの内壁との間の距離）が徐々に小さくなるよう
に変化し、少なくとも金型２１の配向ダイ２２側端部で
ガイド３０の端面３０ａが終端している。このガイド３
０の端面３０ａの姿勢の変化状態は、図の様に直線的で
も良いし、曲線的であっても良い。また、ガイド３０の
端面３０ａの軸方向長Ｌ１は、金型２１の軸方向長との
兼ね合いで、軸２４の支持強度を十分に確保できる程度
に設定すれば良い。本形態例の軸固定用金型２１を用い
れば、押出成形時に軸位置を確実に固定しておくことが
できる一方で、更にガイド３０によって分流させられた
溶融樹脂が、ガイド通過後に徐々に溶着（合流）して配
向ダイ入り口では完全に溶着しているため、配向ダイ内
では樹脂の流れが安定する。このため、ガイド３０を設
置することによって磁場配向が妨げられることがない。

【００２１】次に、図４は、請求項４に対応する第４の
形態例の斜視図であり、この形態例の軸固定用金型２１
は、図３の形態例とは逆に、４枚の羽根状の軸固定ガイ
ド３０の下流側端面３０ａが，流路２１ａの下流側端部
に位置する軸２４から上流側へ向かって外径方向に傾斜
して延びている点が特徴的である。即ち、本形態例の軸
固定用金型２１の樹脂流路２１ａは，配向ダイ２２の樹
脂流路２２ａと同径であり、該流路２１ａ内には軸２４
を中心として９０度の周方向間隔で軸固定ガイド３０が
放射状に、且つ下流側端面３０ａだけが上流へ向けて傾
斜して延びている。ガイド３０の端面３０ａは、金型内
壁の任意の位置から半径方向内側へ向けてガイドの幅
（端面３０ａと軸２４との間の距離）が徐々に小さくな
るように変化し、少なくとも金型２１の配向ダイ２２側
端部でガイドの幅が終端している。なお、ガイド３０の
端面３０ａの傾斜状態は、直線的でも良いし、任意の曲
線であっても良い。また、ガイド３０の端面３０ａの軸
方向長Ｌ２は、金型２１の軸方向長との兼ね合いで、軸
２４の支持強度を十分に確保できる程度に設定すれば良
い。本形態例は図３の形態例に比べ、軸固定ガイド３０
の内径部全長で軸２４を保持できるため、軸固定効果が
大きく、更に、軸２４に接しているガイド部分が樹脂流
速の速い内部樹脂の抵抗となるため、外部樹脂と内部樹
脂の流速差を減少させて均一化させる効果がプラスさ
れ、その結果、配向ダイ内において、より安定した樹脂
流動状態をもたらし、磁場配向の効果が高いものとな
る。これを、換言すれば、図３の形態例では、軸固定ガ
イド３０の外径方向端縁は金型２１の流路の内壁に全長
に渡って接しているが、内径方向端縁が軸２４に接する
範囲が狭いことになる。

【００２２】次に、図７(a) 及び(b) は請求項５に対応
する第５の形態例の軸固定用金型の斜視図及び任意の位
置の断面である。この形態例は、図１、図２に示した第
１の形態例の流路２１ａの形状と、図３に示した軸固定
ガイド３０の形状とを組み合わせたものであり、外径方
向下流側へ向けて下流側の径方向幅が漸減する形状の軸
固定ガイド３０を大径部２１Ａからテーパー部２１Ｂに
かけて延在させている。この形態例では、大径部２１Ａ
内に位置するガイド３０の内径側端縁は、中心に位置す
る軸２４に対してほぼ全長に渡って当接しているが、テ
ーパー部２１Ｂ内に位置するガイドの内径側端縁は、外
径方向下流側へ傾斜して延びる端面３０ａの存在によっ
て、軸２４と非接触（一部接触でも良い）となってい
る。つまり、テーパー部２１Ｂ内に於ては、樹脂流路が
押出し方向に向い小さくなるように変化していると共
に、軸固定ガイド３０の径方向幅も押出方向に向って狭
くなるように変化している。

【００２３】本形態例の軸固定用金型２１を用いれば、
ガイドの下流側端縁３０ａの径方向幅が下流に向かうほ
ど徐々に狭くなっているため、ガイド３０によって分流
させられた樹脂がガイド３０を通過した後で徐々に溶着
（合流）する上、ガイド３０が軸２４を固定している範
囲内（大径部２１Ａの軸方向長内）では、下流側に接続
された配向ダイの流路径よりも大きい流路径となってい
るため、第１の形態例に記載した場合と同様の効果によ
り、押出方向以外の乱流が形態例１〜４の各場合に比べ
て更に発生しにくくなっている。

【００２４】次に、請求項６に対応する第６の形態例に
ついて図５を参照して説明する。本形態例の特徴は、第
５の形態例において、金型２１内の流路２１ａ（２１
Ａ，２１Ｂ）の任意の流路断面の断面積が常に一定であ
り、しかもこれらの断面積が配向ダイ２２の流路断面積
に等しくなる様に、流路内径とガイド３０の肉厚や、端
面３０ａの傾斜角度等を変化させている点にある。本形
態例の軸固定用金型２１では、金型２１の流路断面積が
常に配向ダイ２２の流路断面積と等しくなっているた
め、第５の形態例の効果に加えて、常に一定の流速で樹
脂が移動するため、押出方向以外の乱流が発生すること
がまったくない。従って、ガイドを設置しても、配向ダ
イにおける磁場配向を妨げることはほとんどない。以
上、請求項１〜６に記載の軸固定用金型を用いた磁場中
押出成形により作製されたプラスチックマグネットロ−
ラは、流路中に軸固定ガイドを設置したとしても、その
下流側で流動が不均一になることがないため、ローラと
軸孔との間の同軸度精度が良くなり、かつ磁気特性に優
れたものとなる。以上の形態例では、主としてマグネッ
トローラの製造に関して説明したが、本発明の装置は、
通常のローラ、即ち磁気を有しないプラスチックやゴム
からなるローラの製造にも適用可能である。また、本明
細書においてローラとは、厳密に円筒形のものだけを指
すのではなく、押出成形により製造可能な全ての成形品
を含むものである。

【００２５】

【発明の効果】以上のように、請求項１に記載の軸固定
用金型構造を用いてプラスチックマグネットの押出成形
を行なえば、同軸度精度を確実に保持できるばかりでな
く、更にガイド設置による樹脂流速の不均一が生じない
ため、ガイド設置を行なわない場合と同等に、十分に磁
場配向された磁力の高い成形品を得ることができる。請
求項２に記載の軸固定用金型構造を用いてプラスチック
マグネットの押出成形を行なえば、同軸度精度を確実に
保持できることに加えて、ガイド設置部分と配向ダイ入
り口のガイドのない樹脂流路の断面積が等しいため、ガ
イド設置部と配向ダイ入口で樹脂流速が等しくなり、請
求項１の場合よりも樹脂流速の不均一化を生じさせない
効果が更に高くなり、ガイド設置を行なわない場合と同
等に、十分に磁場配向された磁力の高い成形品を得るこ
とができる。

【００２６】請求項３に記載の軸固定用金型構造を用い
てプラスチックマグネットの押出成形を行なえば、同軸
度精度を保持でき、軸固定ガイドによって分割された樹
脂が徐々に溶着し、配向ダイ内に移動した時点では完全
に溶着しているので、樹脂流動の不均一が生じないた
め、ガイド設置を行なわない場合と同等に、十分に磁場
配向された磁力の高い成形品を得ることができる。請求
項４に記載の軸固定用金型構造を用いてプラスチックマ
グネットの押出成形を行なえば、請求項３の効果に加え
て、軸固定距離が長いため同軸度精度を保持する効果を
請求項３よりも向上でき、更に、軸固定ガイドが流速の
速い内部の流速を減速させる効果があるので内外部の流
速差を減少させることができ、請求項３の場合よりも充
分に磁場配向した磁力の高い成形品を得ることができ
る。

【００２７】請求項５に記載の軸固定用金型構造を用い
てプラスチックマグネットの押出成形を行なえば、同軸
度精度を保持でき、更に請求項１、２と３、４を合わせ
た効果を得られるため、ガイド設置による樹脂流速の不
均一が発生せず、ガイド設置を行なわない場合と同等
に、十分に磁場配向された磁力の高い成形品を得ること
ができる。請求項６に記載の軸固定用金型構造を用いて
プラスチックマグネットの押出成形を行なえば、同軸度
精度を保持でき、ガイド設置部分であっても配向ダイ内
と等しい流速が得られるため、請求項５の場合に比べて
更にガイド設置による樹脂流速の不均一が生じさせない
効果が高く、ガイド設置を行なわない場合と同等に、十
分に磁場配向された磁力の高い成形品を得ることができ
る。請求項７のマグネットロ−ルは請求項１〜６に記載
の軸固定用金型構造を用いて製造されているため、同軸
度精度が高くかつ充分な磁場配向が行なわれているため
磁気特性に優れたものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の形態例の磁場中押出成形装置の
要部断面図。

【図２】(a) は本発明の第１及び第２の形態例の軸固定
金型の斜視図、(b) はその矢視Ｘ方向図、(c) は矢視Ｙ
方向図。

【図３】本発明の第３の形態例の軸固定金型の斜視図。

【図４】本発明の第４の形態例の軸固定金型の斜視図。

【図５】(a) は本発明の第５、６の形態例の軸固定金型
の斜視図、(b) は流路の任意の位置の断面図。

【図６】従来の磁場中押出成形装置の構成図。

【図７】パイプ押出の金型構造図。

【図８】(a) 及び(b) は軸固定ガイドの配置を示す断面
図、及びＡ−Ａ端面図。

【符号の説明】

２０ 押出機本体側シリンダ、２０ａ 流路、２１ａ
流路、２１Ａ 大径部、２１Ｂ テーパー部、２２ａ
流路、２１ 軸固定用金型（ダイ）、２２ 配向ダイ、
２３ 軸固定ガイド、２４ パイプ穴成形用軸（軸孔形
成用軸）、３０ 軸固定ガイド、３０ａ 下流側端面，

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 成田 研二 東京都大田区中馬込一丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 中村 誠 東京都大田区中馬込一丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 石黒 顕一 東京都大田区中馬込一丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 徳脇 泰輔 東京都大田区中馬込一丁目３番６号 株式 会社リコー内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁場発生装置により磁場を印加しながら
   磁性粉を含んだ成形材料の押出し成形を行い、該成形材
   料中の磁性粒子を配向させてパイプ状のプラスチックマ
   グネットローラを成形する磁場中押出成形装置であっ
   て、内部に成形品流路を有した配向ダイと、配向ダイの
   外周に位置する磁場発生装置と、少なくとも配向ダイの
   流路内に位置する軸孔形成用の軸とを備えたものに於
   て、 該配向ダイの上流側に軸固定用金型を配置し、 上記軸固定用金型は、上記配向ダイの流路と連通する流
   路と、該流路内に於て上記軸を固定する為に軸外周から
   流路内壁にかけて外径方向へ延びる少なくとも１枚以上
   の板状の軸固定ガイドとを有し、 上記軸固定用金型の流路は、内径が軸方向全長に渡って
   同径であり且つ配向ダイの流路径よりも大径の大径部
   と、該大径部の下流側端部と連通し内径が下流側へ向け
   て漸減するテーパー部とを有し、 上記軸固定ガイドは、上記大径部内にだけ配置されてい
   ることを特徴とするマグネットローラの製造装置。
2. 【請求項２】 上記軸固定用金型の流路の大径部の樹脂
   流路断面積と、上記配向ダイの樹脂流路断面積とが等し
   くなる様に構成されていることを特徴とする請求項１記
   載のマグネットローラの製造装置。
3. 【請求項３】 磁場発生装置により磁場を印加しながら
   磁性粉を含んだ成形材料の押出し成形を行い、該成形材
   料中の磁性粒子を配向させてパイプ状のプラスチックマ
   グネットローラを成形する磁場中押出成形装置であっ
   て、内部に成形品流路を有した配向ダイと、配向ダイの
   外周に位置する磁場発生装置と、少なくとも配向ダイの
   流路内に位置する軸孔形成用の軸とを備えたものに於
   て、 該配向ダイの上流側に軸固定用金型を配置し、 上記軸固定用金型は、上記配向ダイの流路と連通する流
   路と、該軸固定用金型の該流路内に於て上記軸を固定す
   る為に軸外周から流路内壁にかけて外径方向へ延びる少
   なくとも１枚以上の板状の軸固定ガイドとを有し、 上記軸固定用金型の流路は、上記配向ダイの流路と同径
   であり、 上記軸固定ガイドは、軸固定用金型の流路全長に渡って
   延在しており、該軸固定ガイドの下流側端面だけがテー
   パー状に傾斜しており、該下流側端面が上記軸に接する
   内径部から上記流路内壁に接する外径部まで下流へ向け
   て拡開する形状を有していることを特徴とするマグネッ
   トローラの製造装置。
4. 【請求項４】 磁場発生装置により磁場を印加しながら
   磁性粉を含んだ成形材料の押出し成形を行い、該成形材
   料中の磁性粒子を配向させてパイプ状のプラスチックマ
   グネットローラを成形する磁場中押出成形装置であっ
   て、内部に成形品流路を有した配向ダイと、配向ダイの
   外周に位置する磁場発生装置と、少なくとも配向ダイの
   流路内に位置する軸孔形成用の軸とを備えたものに於
   て、 該配向ダイの上流側に軸固定用金型を配置し、 上記軸固定用金型は、上記配向ダイの流路と連通する流
   路と、該流路内に於て上記軸を固定する為に軸外周から
   流路内壁にかけて外径方向へ延びる少なくとも１枚以上
   の板状の軸固定ガイドとを有し、 上記軸固定用金型の流路は、上記配向ダイの流路と同径
   であり、 上記軸固定ガイドは、軸固定用金型の流路全長に渡って
   延在しており、該軸固定ガイドの下流側端面だけがテー
   パー状に傾斜しており、該下流側端面が上記軸に接する
   内径部から上記流路内壁に接する外径部まで上流へ向け
   て拡開する形状を有し、 該軸固定ガイドの内径側端縁は、軸固定用金型の流路全
   長に渡って上記軸と接していることを特徴とするマグネ
   ットローラの製造装置。
5. 【請求項５】 磁場発生装置により磁場を印加しながら
   磁性粉を含んだ成形材料の押出し成形を行い、該成形材
   料中の磁性粒子を配向させてパイプ状のプラスチックマ
   グネットローラを成形する磁場中押出成形装置であっ
   て、内部に成形品流路を有した配向ダイと、配向ダイの
   外周に位置する磁場発生装置と、少なくとも配向ダイの
   流路内に位置する軸孔形成用の軸とを備えたものに於
   て、 該配向ダイの上流側に軸固定用金型を配置し、 上記軸固定用金型は、上記配向ダイの流路と連通する流
   路と、該流路内に於て上記軸を固定する為に軸外周から
   流路内壁にかけて外径方向へ延びる少なくとも１枚以上
   の板状の軸固定ガイドとを有し、 上記軸固定用金型の流路は、内径が軸方向全長に渡って
   同径であり且つ配向ダイの流路径よりも大径の上流側の
   大径部と、該大径部の下流側端部と連通し内径が下流側
   へ向けて漸減する下流側のテーパー部とを有し、 上記軸固定ガイドは、その外径側端縁が軸固定用金型の
   流路内壁に全長に渡って接していると共に、該テーパー
   部内に位置する該軸固定ガイドの下流側端面だけがテー
   パー状に傾斜しており、該下流側端面が上記軸に接する
   内径部から上記流路内壁に接する外径部まで下流へ向け
   て拡開する形状を有していることを特徴とするマグネッ
   トローラの製造装置。
6. 【請求項６】 上記軸固定用金型の流路の断面積が、ど
   の軸方向位置に於ても、配向ダイの流路の断面積と等し
   くなるように、上記軸固定ガイドの形状、及び流路内径
   を変化させたことを特徴とする請求項５記載のマグネッ
   トローラの製造装置。
7. 【請求項７】 請求項１、２、３、４、５、又は６に記
   載の製造装置により製造されたことを特徴とするマグネ
   ットローラ。