JPH0376764B2 - - 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、フアクシミリ、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。

（従来の技術） 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によつ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、次の問題点もあつた。

即ち、磁極３の幅は着磁箇所のみならず、その
両側へ或る程度の広がりを持つており、磁極３の
幅が広がつ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Ｓへ自由な曲線経路を通つて磁場配向さ
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つた。

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、材料の無駄であつ
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、磁石ローラキヤビテイ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
ヤビテイ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
磁石粉末をキヤビテイ中に射出し、同時に各電磁
コイルへ一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
つて磁場配向した。

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つた。

（解決すべき問題点） 本発明は成形磁石ローラであつて、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個のヨークによつて磁石
ローラの全磁極に磁場配向出来、しかも各磁極に
対し一方向へ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によつてインサート成形したもので
あつて、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つて放
射状に突出した複数本の磁極突片１２によつて構
成した。

該磁石ローラの製造は、磁石ローラキヤビテイ
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１６，１６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
つ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、金型のキヤビテイに強磁
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ヤビテイ中で未だ溶融状
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
閉回路を形成し、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を通つて他方け抜け、磁化
容易軸の配向は磁極突片の先端から基端へ向つて
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を通つて反対
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つて一挙に実現され、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
のものであつた、発明の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
つて、公知のとおり、表面に静電気潜像を形成す
るドラム２０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１
９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
回転に伴つて搬送される。搬送途上でトナーの穂
立ちはドクターナイフ２２によつて高さが揃えら
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
はその儘搬送され下流のドクターナイフ２３によ
つ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
基端の方向に向つて配向されて、磁気異方性とな
つており、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−フエ
ライトなどのフエライト磁石粉末、希土類−遷移
金属などの合金磁石粉末、Mn−Al−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合剤樹脂は、
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、フエ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
チタネート化合物等の添加物を加える。

磁石ローラ１９は、複写機の仕様によつて表面
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N₁，
S₁，N₂，S₃，S₂の極性を与え、幅はN₁は12mm、
他は６mmである。各磁極の位置は、芯軸中心と磁
極N₁の中心を結ぶ直線を基準として、磁極中心
が張る角度は、S₁は71゜、N₂は150゜、S₃は185゜、
S₂は−82゜である。

芯軸１の直径は21mm、ボス部１１の厚さは2.5
mm、N₁極を構成する磁極突片１２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１〜２mm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（日精樹
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つている上ヨーク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
台盤２５及び射出成形金型１３，１４が夫々取付
けられる。金型１３，１４は磁石ローラキヤビテ
イ５を形成する型面を有し、非磁性体材料によつ
て形成された部材２７，２７によつて、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
て形成され、磁石ローラキヤビテイの磁極突片先
端１７に対応する型面２６から台盤２５，２５ま
での間は夫々磁性体材料の部材７によつて形成さ
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２８で溶融された磁石粉末を、ノズル２９、
ランナー３０から、キヤビテイ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
状に成形されてキヤビテイを充満する。

射出前又はキヤビテイ中の磁石粉末が未だ溶融
状態にあつて、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10KOe以上の強さの磁界を発生させる。

上ヨーク１５→台盤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→部材７→台盤２５→下ヨーク１６
→上ヨーク２５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
へ向つて一方向に集中した磁化容易軸の配向を受
ける。樹脂が固化すると配向は固定され、磁石は
異方性となる。

この儘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）によつて駆動されているロツド３０を上昇さ
せ、ロツド先端の磁性体の部材３１に取付けたノ
ツクアウトピン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。

N₁は800G N₂は600G S₁は700G S₂は700G S₃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、
射出磁場成形機は堅型、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。 １……芯軸、１９……磁石ローラ、２……磁石
粉末、２１……回転ローラ、１１……ボス部、２
４……電磁コイル、７……磁性体部材、８……非
磁性体部材、１２……磁極突片、１３，１４……
上、下金型、１５，１６……上、下ヨーク。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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つ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
   から基端に向つ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 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
   ローラのキヤビテイを有す金型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
   よつて形成して、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、金型のキヤビテイ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ヤビ
   テイ中で未だ溶融状態にあるときヨーク１５，１
   ６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。