JP3994575B2 - Magnet roll and manufacturing method thereof - Google Patents
Magnet roll and manufacturing method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- JP3994575B2 JP3994575B2 JP11465399A JP11465399A JP3994575B2 JP 3994575 B2 JP3994575 B2 JP 3994575B2 JP 11465399 A JP11465399 A JP 11465399A JP 11465399 A JP11465399 A JP 11465399A JP 3994575 B2 JP3994575 B2 JP 3994575B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnet roll
- magnet
- cooling
- roll
- mold
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 9
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 title 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 55
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 52
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 37
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 37
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims description 34
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 12
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 claims description 7
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 7
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 claims description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 claims description 5
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 claims description 5
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 claims description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 5
- 239000006247 magnetic powder Substances 0.000 description 5
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 4
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 4
- 239000012756 surface treatment agent Substances 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 3
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 2
- -1 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 239000011342 resin composition Substances 0.000 description 2
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 2
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QLZJUIZVJLSNDD-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methylidenebutanoyloxy)ethyl 2-methylidenebutanoate Chemical compound CCC(=C)C(=O)OCCOC(=O)C(=C)CC QLZJUIZVJLSNDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- 229920000219 Ethylene vinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 239000004962 Polyamide-imide Substances 0.000 description 1
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 description 1
- 239000004954 Polyphthalamide Substances 0.000 description 1
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 description 1
- XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N Vinyl acetate Chemical compound CC(=O)OC=C XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 229910000828 alnico Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 229920006026 co-polymeric resin Polymers 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 229920006244 ethylene-ethyl acrylate Polymers 0.000 description 1
- 239000005042 ethylene-ethyl acrylate Substances 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 239000006249 magnetic particle Substances 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000012778 molding material Substances 0.000 description 1
- 229910001172 neodymium magnet Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 1
- 229920006122 polyamide resin Polymers 0.000 description 1
- 229920002312 polyamide-imide Polymers 0.000 description 1
- 229920001707 polybutylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 1
- 229920005672 polyolefin resin Polymers 0.000 description 1
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 description 1
- 229920006375 polyphtalamide Polymers 0.000 description 1
- 235000014483 powder concentrate Nutrition 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000012744 reinforcing agent Substances 0.000 description 1
- 229910000938 samarium–cobalt magnet Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Magnetic Brush Developing In Electrophotography (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機やファクシミリ、プリンター等の電子写真方式の現像装置に用いられるマグネットロールやその他の用途に用いられるマグネットロール、及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
マグネットロールは、例えばナイロン等の熱可塑性樹脂とフェライト等の磁性粉と表面処理剤等の添加剤とを混合した樹脂磁石組成物を高温で溶融し、固定側金型と該固定側金型に離間可能な可動側金型とからなる分割金型内に前記溶融樹脂組成物を注入し、固化させることで、ほぼ円柱状に成形されている。
一般に、このような円柱状の成形品を作製する場合、成形後に本体を均一に冷却することで基本的に反りの少ない製品を得ることができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
一方、マグネットロールには、その用途上、周方向に沿って分割される所定の複数部位に軸方向にわたる磁極部を設ける必要があり、マグネットロール成形の際には、前記複数部位に対応して成形金型に配置した永久磁石又は電磁石により成形中の溶融樹脂組成物に磁場を印加し、磁性粉を一定方向に配向し着磁させる磁場中成形を行うことで、前記各部位に磁極部を形成している。
前記磁極部が形成される各部位においては、磁性粉が集中することでその密度が高くなるので相対的に成形収縮率が小さくなり、マグネットロールの断面を詳細に計測すれば、図2の真円度測定形状に示す如く、磁極部が山状に且つ極間部が谷状に変形した成形品となる。この変形量は、磁力や成形条件等に左右されるため一定ではないが、大きいものでは山部と谷部の差、即ち磁極部と極間部の半径寸法差の最大値が0.1mm程になる場合がある。
【0004】
そして、特に磁極が周方向に等間隔でないものや、各磁極の磁力が大きく異なるもの、更には所定の強磁力を得るため断面形状を非対称としたものにあっては、成形の際に金型内でほぼ均一に冷却するにも拘わらず、必然的に反りが生じ、その硬化後の反り量は、マグネットロールの寸法にもよるが、長手寸法が約200mm以上のマグネットロールにおいては無視できない大きさとなる。例えば、長手寸法350mm前後のA3サイズ用マグネットロールの場合、従来0.3〜0.5mm程度の大きな反りを生じていた。
【0005】
このマグネットロールの反りに起因する問題は、現像装置内のマグネットロールと現像面との離間距離のばらつきとなって顕在化し、軸方向の磁束密度のばらつきが大きくなることで画像に濃度むらができる原因となる。
【0006】
本発明は係る現況に鑑み為されたもので、磁極部と極間部の半径寸法差の大きいものであっても反り量が小さく、現像装置に用いる場合に濃度むらの生じない良好な画像品質が得られるマグネットロール及びその製造方法を提供せんとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、熱可塑性または熱硬化性樹脂と強磁性粉と表面処理剤等の添加剤とを含む樹脂磁石組成物(以下、単に「樹脂磁石」と称す。)で成形され、長手寸法200mm以上の全長に渡る磁極部を周方向に沿って複数形成した略円柱状のマグネットロール本体と、該本体を両端で支持する軸部とを射出成形により一体成形してなるマグネットロールであって、成形したマグネットロールを成形金型から取り出した後、該マグネットロールが不完全硬化状態にあるうちに、マグネットロール外周の曲率に基づき形成された断面視円弧状の凹陥部を有する冷却金型を用いて、マグネットロールの反り方向に対し概ね180°反対側の外周部位に対し、前記凹陥部をマグネットロール本体外周における周方向に沿った全周の8分の1から2分の1の範囲で圧接させることにより局部的に冷却してマグネットロールの反りを矯正してなり、前記マグネットロール本体における磁極部と極間部の半径寸法差の最大値が0.01mm以上で且つ当該本体の反り量が0.1mm以下であることを特徴とする、複写機やファクシミリ、プリンター等の電子写真方式の現像装置に用いるマグネットロールを提供する。このような反り量の小さいマグネットロールにあっては、各磁極による磁束密度が長手方向に沿ってほぼ均一となり、現像装置に用いる場合には濃度むらのない良好な画像が得られる。
【0008】
また本発明は、熱可塑性または熱硬化性樹脂と強磁性粉と表面処理剤等の添加剤とを含む樹脂磁石を用いて略円柱状のマグネットロール本体と、該マグネットロール本体を両端で支持する軸部とが射出成形により一体成形されるマグネットロールの製造方法において、成形したマグネットロールを成形金型から取り出した後、該マグネットロールが不完全硬化状態にあるうちに、マグネットロール外周の曲率に基づき形成された断面視円弧状の凹陥部を有する冷却金型を用いて、マグネットロールの反り方向に対し概ね180°反対側の外周部位に対し、前記凹陥部をマグネットロール本体外周における周方向に沿った全周の8分の1から2分の1の範囲で圧接させることにより局部的に冷却し、マグネットロールの反りを矯正することを特徴とする、複写機やファクシミリ、プリンター等の電子写真方式の現像装置に用いるマグネットロールの製造方法をも提供する。
【0009】
このように所定部位を局部的に冷却することで、不完全硬化状態にあるマグネットロールの前記所定部位には厚い硬化層が形成され、冷却されない他の半硬化部分は相対的に前記冷却側と反対側に寄せられる。このように所定部位を局部的に冷却してマグネットロール全体の収縮率の分布を意図的に変更することで、反りの拡大を防止したり反りを矯正したりすることが可能となる。そして、上記外周部位を局部的に冷却することで、当該部位に硬化層が形成され、全体を冷却するに際しては前記凸方向の半硬化部分が主に収縮し、全体の反りが相殺されることで結果的に反り量の少ないマグネットロールが得られる。
【0010】
ここで、冷却金型の凹陥部に圧接させるマグネットロール外周部位は、マグネットロール長手方向に沿ったその中央部を中心に全長の4分の1以上の範囲であることが好ましい。
【0011】
また、マグネットロールを冷却金型の凹陥部に圧接させて冷却開始する時点は、前記マグネットロールを成形金型から取り出した後120秒以内とし、且つその圧接時間は2秒以上120秒以内とすることが好ましい。
【0012】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施形態を添付図面に基づき詳細に説明する。図1乃至図6は本発明の代表的実施形態を示し、図中Mはマグネットロール、A1、A2は成形金型、Bは冷却金型をそれぞれ示している。
【0013】
本発明に係るマグネットロールMは、図1に示す如く、長手寸法200mm以上を有する略円柱状のマグネットロール本体1と該本体1を両端で支持する軸部2、3とから構成され、熱可塑性または熱硬化性樹脂のバインダー樹脂と強磁性粉末と表面処理剤その他の添加剤とを含む樹脂磁石が成形材料として使用される。そして、このマグネットロール本体1には、図2に真円度測定形状で示す如く、全長に渡る磁極部4a、・・・が周方向に沿って複数形成されるとともに、磁極部と隣接磁極部間の極間部4b、・・・では、磁性粉密度分布のばらつきによる成形収縮率の違いに基づき各半径寸法の差で最大0.01mm以上の変形が生じているにも拘わらず、マグネットロール本体の反り量は0.1mm以下に抑えられている。
【0014】
マグネットロール本体1と軸部2、3は、後述の図3〜5に示す成形金型A1又はA2を用いてそれぞれ同じ樹脂磁石材料により一体成形され、一方の軸部2には位置決め或いは駆動力伝達用の切欠部2aが形成されている。そして、前記成形金型A1又A2から取り出された後の不完全硬化状態にある時間内に、所定の部位が強制冷却されることで、その反りが矯正されるのである。
前記樹脂磁石に配合する強磁性粉末としては、マンガン、ストロンチウムを含むフェライト系、希土類系(SmCo系、NdFeB系)、MnAlC系、アルニコ系、SmFeN系等から1種又は2種以上が選択でき、樹脂バインダーとしては、66ナイロン、12ナイロン等のポリアミド樹脂、ポリフタルアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリサルホン樹脂、エチレン−エチルアクリレート樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂、エポキシ樹脂、エチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂等から適宜選択できる。前記樹脂バインダーには必要に応じて難燃剤、補強剤等を配合することも可能である。
【0015】
成形金型A1は、図3及び図4に示す如く、マグネットロール本体を形成する円筒状メイン成形型5と、該メイン成形型5の一端部に配置されて前記マグネットロールの軸部2を形成する端部成形型6と、前記メイン成形型5内に進退自在に配設されて前記マグネットロールの軸部3を形成するとともに溶融状態の樹脂磁石材料の注入に伴い後退側に移動してメイン成形型5内に成形空間8を形成するスライド型7とから構成される。
前記メイン成形型5には、磁場配向手段として前記成形空間8を囲む形で永久磁石9が配置され、溶融樹脂磁石の注入開始から該溶融樹脂磁石が固化又は半固化するまでの期間に磁性粒子の配向及び磁化を行うことでマグネットロール本体に複数の磁極部が形成される。また、同じくメイン成形型5には、冷却手段として前記成形空間8を囲む形で温水等の媒体を流通させる流通路10が配設され、メイン成形型5全体を適当な温度に維持することで注入した溶融樹脂磁石は冷却固化される。端部成形型6には、軸部2を形成する成形空間6a及び該成形空間6aに連通する導入路6bが設けられ、図示しない射出成形機の可塑化装置で加熱溶融された溶融樹脂磁石材料が当該可塑化装置に接続された前記導入路6bを通じて成形空間6a内に高圧で注入される。スライド型7の成形空間に臨む一端には、マグネットロールの軸部3を形成する成形空間7aが設けられるとともに、他端にはアクチェータ11が接続され、該アクチェータ11は溶融樹脂磁石材料の注入による当該スライド型7の後退動作に対して一定の制動力を付与している。尚、前記メイン成形型5に設ける磁場配向手段は、永久磁石の替わりに電磁石を用いても良い。
【0016】
また、本発明に係るマグネットロールMは、例えば図5に示すような分割成形金型A2を使用して成形しても良い。図示した分割成形金型A2は、成形空間21aを有する可動側金型21と成形空間22aを有する固定側金型22とから構成され、可動側金型21には、成形後にマグネットロールの取出しを行う突き出しピン23が、固定側金型22には、磁場配向手段24及び成形空間22aに開口する溶融樹脂磁石材料の導入路22bがそれぞれ設けられている。
【0017】
マグネットロールの所定部位を局部的に冷却する方法としては、図6(a)及び図6(b)に示す如く、マグネットロールMの外周曲率に合わせて形成された断面視円弧状で長手方向に略真直な形状の凹陥部12aを有する冷却金型Bを設け、マグネットロールMを図中矢印に示すように下方へ押圧することで、該凹陥部12aに対しマグネットロール外周所定部位1aを圧接させる方法が好適に採用される。
前記冷却金型Bはステンレスやアルミニウム等の熱伝導性の良好な素材を用いて作製され、冷却手段として温水等の媒体を流通する単又は複数の流通路12bが配設されている。また前記断面視円弧状の凹陥部12aの大きさは、マグネットロール本体1の外周における周方向に沿った全周の8分の1〜2分の1の範囲で且つ長手方向に沿ったその中央部を中心に全長の4分の1以上の範囲の所定部位1aに圧接するように適宜設定される。
【0018】
前記マグネットロール本体1の所定部位1aは、当該マグネットロールMの反り方向、即ち凸状に張り出す方向に対して概ね180°反対側の外周部位であり、詳しくは、成形するマグネットロールMと素材、形状、磁力等の各条件が同一である単又は複数の試作品を同一の成形装置で作成し、それぞれ自然放置により室温度まで完全に冷却したときの反り方向及び反り量を予め測定しておき、当該測定データを予測される反りとみなした上、その反り方向に対し概ね180°反対側の外周部位を冷却すべき部位として特定する。
【0019】
冷却金型Bによる冷却を開始するタイミングは、マグネットロールMを成形金型A1又はA2から取り出した後、該マグネットロールMの表面温度が80〜180℃、好ましくは130℃前後で芯部がまだ半硬化状態にある120秒以内とし、冷却金型B内の流通路12bに流通させる温水の温度、即ち冷却金型Bの温度は、マグネットロールMの反りの矯正に必要な時間が適当で且つ制御が容易な30〜60℃の範囲で適宜選択することが望ましい。そして、冷却金型BによるマグネットロールMの冷却時間は、2〜120秒、好ましくは10〜30秒に設定される。
【0020】
【実施例】
次に、同一の成形金型を用いて同一条件で成形された複数のマグネットロール(実施例1〜4)について、それぞれ異なる温度に設定した同一の冷却金型を用いて冷却する際の反り量の変化を測定した。
【0021】
材料である樹脂磁石は、強磁性粉としてストロンチウムフェライトの表面に樹脂バインダーとの結合を強固にするシラン系カップリング剤を表面処理したもの88重量部と、バインダー樹脂として6ナイロン樹脂12重量部と、微量の滑剤及び安定剤とを配合したものを使用し、また、冷却金型の凹陥部は、マグネットロール外周の3分の1の範囲で且つマグネットロール本体の長手全長に対して僅かに短い範囲に圧接される寸法とした。
そして、実施例1〜4の各マグネットロールは、それぞれ成形金型から取出した後、その表面温度が130℃前後の不完全硬化状態にあるうちに、予めサンプルで測定した予測される反り方向に対し180°反対側の本体外周部位を、前記冷却金型の凹陥部に2〜60秒間押付けた。
冷却金型の温度は金型内を流通させる温水の温度で制御され、実施例1のマグネットロールは30℃、実施例2は40℃、実施例3は50℃、実施例4は60℃で冷却し、それぞれ反り量を測定した。測定結果は図7に示している。
【0022】
図7によれば、実施例1〜4の全てのマグネットロールは、冷却金型に圧接される冷却時間の経過につれて次第にその反り量が小さくなるが、冷却時間があまり長くなると反り量は逆に大きくなり、結果として冷却時間10〜30秒で反り量が最小になることが分かる。これは、各実施例のマグネットロールがサンプルに基づいて予測された反り方向と180°反対側を冷却されたことで、冷却当初においては前記冷却側に反りが矯正され、冷却時間があまりに長すぎると過剰に矯正されて、逆に冷却側に張り出すことが原因である。
以上の結果より、予測される反り方向と反り量に応じてマグネットロールの冷却箇所を定め、その冷却温度と冷却時間を適宜設定することで、断面形状が磁極部形成時に変形したもの或いは必要な磁気分布を得るため非対称としたものなど、通常の射出成形で成形する場合には大きな反りを生じてしまうマグネットロールであっても、反りの少ないものが得られることが分かる。尚、反り方向及び反り量の予測は、上述の如く予めサンプルを成形して測定する方法以外に、例えば樹脂磁石の組成、本体の基本断面形状、着磁位置、着磁される磁力の大きさ等により各部の熱収縮率を算出し、該熱収縮率に基づいて冷却過程における反り方向及び反り量を理論的に予測することも好ましい。
【0023】
【発明の効果】
以上にしてなる本願発明に係るマグネットロールとその製造方法によれば、長手寸法が200mm以上であって、本体における磁極部と極間部の半径寸法差が最大で0.01mm以上で且つ反り量が0.1mm以下であることで、断面形状が真円状でないものや特殊な磁気分布を得るために断面形状を非対称にしたものであっても反りが小さく現像部の磁気分布が均一となり、複写機やプリンターにおいて濃度むらのない良好な画像が得られる。
【0024】
とくに、成形したマグネットロールを成形金型から取り出した後、該マグネットロールが不完全硬化状態にあるうちにその所定部位を局部的に冷却して該部位の収縮率を小さくするので、マグネットロールの反りの拡大を防止したり反りを矯正されるように該マグネットロール全体の収縮率の分布を意図的に変更できる。
【0025】
さらに、マグネットロール外周の曲率に基づいて形成された断面視円弧状の凹陥部を有する冷却金型を設け、該凹陥部に対しマグネットロール外周所定の部位を圧接させることで当該マグネットロールを局部的に冷却するので、前記冷却する所定部位の位置決めが容易であるとともに当該部位を効率良く冷却できる。また、前記凹陥部は圧接力の作用するマグネットロールの受け型として機能し、当該圧接力による反りの矯正作用も同時に行うことができる。
【0027】
また、マグネットロールの反り方向に対して概ね180°反対側の外周部位を局部的に冷却することで、全体を冷却するに際して前記反り方向の半硬化部分が主に収縮して反りが相殺され、結果的に反り量の少ないマグネットロールが得られ、とくにマグネットロール本体外周における周方向に沿った全周の8分の1から2分の1の範囲としたので、マグネットロールの片面が均一に冷却され、反りの生じたマグネットロールを全体としてほぼ真直な状態に矯正できる。
【0028】
また、冷却金型の凹陥部に圧接させるマグネットロール外周所定の部位をマグネットロール長手方向に沿ったその中央部を中心に全長の4分の1以上の範囲とすることで、マグネットロールの片面が均一に冷却され、反りの生じたマグネットロールを全体としてほぼ真直な状態に矯正できる。
【0029】
また、マグネットロールを冷却金型の凹陥部に圧接させて冷却開始する時点を成形金型から取り出した後120秒以内とし且つその圧接時間を2秒以上120秒以内とすることで、芯部が半硬化状態にあるマグネットロールの反りを迅速且つ確実に矯正できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の代表的実施形態にかかるマグネットロールを示す説明斜視図。
【図2】同じくマグネットロールの真円度測定形状を示す説明図。
【図3】同じくマグネットロールを成形する成形金型を示す簡略断面図。
【図4】同じく成形金型の成形空間に溶融樹脂磁石を注入している様子を示す簡略断面図。
【図5】同じくマグネットロールを成形する別の成形金型を示す簡略断面図。
【図6】(a)は、同じくマグネットロールを冷却する冷却金型とこれに圧接されるマグネットロールを示す説明図。
(b)は、同じく軸方向からみた説明図。
【図7】実施例1〜4の各々において、冷却時間と反り量の測定結果を示すグラフ。
【符号の説明】
M マグネットロール A1、A2 成形金型
B 冷却金型 1 本体
1a 所定部位 2 端部
2a 切欠部 3 端部
4a 磁極部 4b 極間部
5 メイン成形型 6 端部成形型
6a 成形空間 6b 導入路
7 スライド型 7a 成形空間
8 成形空間 9 永久磁石
10 流通路 11 アクチェータ
12a 凹陥部 12b 流通路
21 可動側金型 21a 成形空間
22 固定側金型 22a 成形空間
23 突き出しピン 24 磁場配向手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a magnet roll used for an electrophotographic developing device such as a copying machine, a facsimile machine, a printer, and the like, a magnet roll used for other purposes, and a manufacturing method thereof.
[0002]
[Prior art]
For example, a magnet roll melts a resin magnet composition in which a thermoplastic resin such as nylon, a magnetic powder such as ferrite, and an additive such as a surface treatment agent are mixed at a high temperature to form a fixed mold and the fixed mold. The molten resin composition is poured into a split mold composed of a movable mold that can be separated and solidified to form a substantially cylindrical shape.
Generally, when producing such a cylindrical molded product, a product with little warpage can be obtained basically by uniformly cooling the main body after molding.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
On the other hand, the magnet roll needs to be provided with a magnetic pole portion extending in the axial direction in a plurality of predetermined parts divided along the circumferential direction for the purpose of use. By applying a magnetic field to the molten resin composition being molded by a permanent magnet or an electromagnet placed in the molding die, and performing magnetic field molding in which the magnetic powder is oriented and magnetized in a certain direction, magnetic pole portions are formed at the respective parts. Forming.
In each part where the magnetic pole part is formed, the density of the magnetic powder increases as the magnetic powder concentrates, so the molding shrinkage rate becomes relatively small. If the cross section of the magnet roll is measured in detail, the true part of FIG. As shown in the circularity measurement shape, a molded product is obtained in which the magnetic pole portion is deformed into a mountain shape and the inter-electrode portion is deformed into a valley shape. This deformation amount is not constant because it depends on the magnetic force, molding conditions, etc., but in the case of a large one, the maximum value of the difference between the crests and troughs, that is, the radial dimension difference between the magnetic pole part and the interpole part is about 0.1 mm. It may become.
[0004]
In particular, when the magnetic poles are not equally spaced in the circumferential direction, the magnetic force of each magnetic pole is significantly different, or the cross-sectional shape is asymmetrical in order to obtain a predetermined strong magnetic force, In spite of cooling almost uniformly, the warpage inevitably occurs, and the amount of warping after hardening depends on the size of the magnet roll, but it is not negligible for a magnet roll having a longitudinal dimension of about 200 mm or more. It becomes. For example, in the case of an A3 size magnet roll having a longitudinal dimension of about 350 mm, a large warp of about 0.3 to 0.5 mm has conventionally occurred.
[0005]
The problem caused by the warp of the magnet roll is manifested as a variation in the separation distance between the magnet roll in the developing device and the developing surface, and the variation in the axial magnetic flux density can cause uneven density in the image. Cause.
[0006]
The present invention has been made in view of the present situation, and even when the radial dimension difference between the magnetic pole part and the interpole part is large, the amount of warpage is small, and good image quality that does not cause density unevenness when used in a developing device. It is intended to provide a magnet roll and a method for producing the same.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
That is, the present invention is molded from a resin magnet composition (hereinafter simply referred to as “resin magnet”) containing a thermoplastic or thermosetting resin, ferromagnetic powder, and an additive such as a surface treatment agent, and has a longitudinal dimension of 200 mm. A magnet roll formed by integrally forming a substantially cylindrical magnet roll main body formed with a plurality of magnetic pole parts extending over the entire length along the circumferential direction, and a shaft part supporting the main body at both ends, After the molded magnet roll is taken out of the molding die, a cooling die having a concave portion with a circular arc in cross section formed based on the curvature of the outer circumference of the magnet roll is used while the magnet roll is in an incompletely cured state. Thus, with respect to the outer peripheral portion approximately 180 ° opposite to the warp direction of the magnet roll, the recessed portion is formed from 1/8 of the entire circumference along the circumferential direction on the outer periphery of the magnet roll body. In it to correct the warp of the magnet roll was locally cooled by pressure contact with one of the range of minutes, the maximum value of the radial dimension difference of the magnetic pole portions and interpole portion in the magnet roll body 0.01mm or more The present invention also provides a magnet roll for use in an electrophotographic developing device such as a copying machine, a facsimile machine, or a printer, wherein the amount of warpage of the main body is 0.1 mm or less. In such a magnet roll with a small amount of warping, the magnetic flux density due to each magnetic pole is substantially uniform along the longitudinal direction, and when used in a developing device, a good image with no density unevenness can be obtained.
[0008]
Further, the present invention supports a substantially cylindrical magnet roll body using a resin magnet containing a thermoplastic or thermosetting resin, ferromagnetic powder, and an additive such as a surface treatment agent, and the magnet roll body supported at both ends. In the manufacturing method of the magnet roll in which the shaft portion is integrally formed by injection molding, after the molded magnet roll is taken out from the molding die, the curvature of the outer circumference of the magnet roll is increased while the magnet roll is in an incompletely cured state. Using the cooling mold having a concave portion with a circular arc shape in cross section formed based on the outer peripheral portion on the opposite side of the magnet roll approximately 180 ° with respect to the warp direction of the magnet roll, JP that from 1 all around the eighth along locally cooled by pressure contact with one of the range of 2 minutes, to correct the warp of the magnet roll To, a copier, a facsimile, provides a method for producing a magnet roller for use in the developing apparatus of an electrophotographic system such as a printer.
[0009]
By locally cooling the predetermined part in this way, a thick hardened layer is formed at the predetermined part of the magnet roll that is in an incompletely cured state, and the other semi-cured parts that are not cooled are relatively located on the cooling side. It is brought to the other side. In this manner, by locally cooling a predetermined portion and intentionally changing the distribution of the contraction rate of the entire magnet roll, it becomes possible to prevent the warp from expanding or to correct the warp. Then, by locally cooling the outer peripheral part, a hardened layer is formed in the part, and when the whole is cooled, the semi-hardened part in the convex direction mainly contracts, and the entire warpage is offset. As a result, a magnet roll with less warpage can be obtained.
[0010]
Here, it is preferable that the magnet roll outer peripheral part press-contacted to the recessed part of a cooling metal mold | die is the range of 1/4 or more of full length centering on the center part along a magnet roll longitudinal direction.
[0011]
Moreover , the time when the magnet roll is pressed against the recessed portion of the cooling mold and cooling is started is within 120 seconds after the magnet roll is taken out of the molding mold, and the pressure contact time is 2 seconds or more and 120 seconds or less. it is preferred arbitrariness.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 1 to 6 show typical embodiments of the present invention, in which M denotes a magnet roll, A1 and A2 denote molding dies, and B denotes a cooling die.
[0013]
As shown in FIG. 1, a magnet roll M according to the present invention comprises a substantially cylindrical
[0014]
The
As the ferromagnetic powder to be blended in the resin magnet, one or more types can be selected from ferrites containing manganese, strontium, rare earths (SmCo, NdFeB), MnAlC, alnico, SmFeN, etc. Resin binders include polyamide resins such as 66 nylon and 12 nylon, polyphthalamide resins, polyamideimide resins, polyolefin resins, polyethylene terephthalate resins, polybutylene terephthalate resins, polyphenylene sulfide resins, polysulfone resins, ethylene-ethyl acrylate resins, ethylene -It can select suitably from vinyl acetate copolymer resin, an epoxy resin, ethylene-vinyl alcohol copolymer resin, etc. The resin binder can be blended with a flame retardant, a reinforcing agent, or the like as necessary.
[0015]
As shown in FIGS. 3 and 4, the molding die A <b> 1 is provided with a cylindrical main molding die 5 that forms a magnet roll body, and a
A
[0016]
Further, the magnet roll M according to the present invention may be molded using, for example, a split mold A2 as shown in FIG. The illustrated divided molding die A2 is composed of a
[0017]
As a method of locally cooling a predetermined portion of the magnet roll, as shown in FIGS. 6A and 6B, a longitudinal section in an arc shape formed in accordance with the outer periphery curvature of the magnet roll M is used. A cooling die B having a substantially straight
The cooling mold B is made of a material having good thermal conductivity such as stainless steel or aluminum, and has a single or
[0018]
The
[0019]
The timing of starting the cooling by the cooling mold B is such that after the magnet roll M is taken out from the molding mold A1 or A2, the surface temperature of the magnet roll M is 80 to 180 ° C., preferably around 130 ° C., and the core portion is still The temperature of the hot water to be circulated through the
[0020]
【Example】
Next, with respect to a plurality of magnet rolls (Examples 1 to 4) molded under the same conditions using the same molding die, the warpage amount when cooling using the same cooling die set to different temperatures. The change of was measured.
[0021]
The resin magnet as the material is composed of 88 parts by weight of strontium ferrite as a ferromagnetic powder and surface-treated with a silane coupling agent that strengthens the bond with the resin binder, and 12 parts by weight of 6 nylon resin as the binder resin. In addition, a mixture of a very small amount of lubricant and stabilizer is used, and the recessed portion of the cooling mold is slightly shorter than the overall length of the magnet roll body in the range of one third of the outer circumference of the magnet roll. The dimensions were pressed against the range.
And after each magnet roll of Examples 1-4 is taken out from a molding die, respectively, while the surface temperature is in the incomplete hardening state of around 130 ° C, it is in the predicted direction of warpage measured with a sample beforehand. On the other hand, the outer peripheral portion of the main body on the opposite side of 180 ° was pressed against the recessed portion of the cooling mold for 2 to 60 seconds.
The temperature of the cooling mold is controlled by the temperature of hot water flowing through the mold. The magnet roll of Example 1 is 30 ° C., Example 2 is 40 ° C., Example 3 is 50 ° C., and Example 4 is 60 ° C. It cooled and measured the amount of curvature, respectively. The measurement results are shown in FIG.
[0022]
According to FIG. 7, all the magnet rolls of Examples 1 to 4 gradually decrease in warpage amount as the cooling time pressed against the cooling mold elapses, but when the cooling time becomes too long, the warpage amount is reversed. It can be seen that, as a result, the amount of warpage is minimized at a cooling time of 10 to 30 seconds. This is because the magnet roll of each example was cooled 180 ° opposite to the warp direction predicted based on the sample, and at the beginning of cooling, the warp was corrected on the cooling side, and the cooling time was too long. It is caused by overcorrecting and overhanging the cooling side.
Based on the above results, the cooling location of the magnet roll is determined according to the predicted warping direction and warping amount, and the cooling temperature and cooling time are set appropriately so that the cross-sectional shape is deformed or necessary when the magnetic pole part is formed. It can be seen that even a magnet roll which causes a large warp when it is formed by normal injection molding, such as an asymmetric one for obtaining a magnetic distribution, can be obtained with a small warp. In addition, the direction of warpage and the amount of warpage can be predicted by, for example, the composition of the resin magnet, the basic cross-sectional shape of the main body, the magnetization position, and the magnitude of the magnetized magnetic force, in addition to the method in which the sample is molded and measured in advance as described above. It is also preferable to calculate the thermal contraction rate of each part by the above, and theoretically predict the warpage direction and the warpage amount in the cooling process based on the thermal contraction rate.
[0023]
【The invention's effect】
According to the magnet roll and the manufacturing method thereof according to the present invention as described above, the longitudinal dimension is 200 mm or more, the radial dimension difference between the magnetic pole part and the interpole part in the main body is 0.01 mm or more at the maximum, and the amount of warpage. Is 0.1 mm or less, even if the cross-sectional shape is not a perfect circle or the cross-sectional shape is asymmetrical in order to obtain a special magnetic distribution, the warp is small and the magnetic distribution of the developing part becomes uniform, Good images without uneven density can be obtained in copying machines and printers.
[0024]
In particular , after removing the molded magnet roll from the molding die, while the magnet roll is in an incompletely cured state, the predetermined part is locally cooled to reduce the shrinkage rate of the part. The shrinkage distribution of the entire magnet roll can be intentionally changed so as to prevent the warp from expanding or to correct the warp.
[0025]
Furthermore , a cooling mold having a concave portion with an arc shape in cross section formed based on the curvature of the outer circumference of the magnet roll is provided, and a predetermined portion of the outer circumference of the magnet roll is pressed against the concave portion so that the magnet roll is locally Therefore, the predetermined portion to be cooled can be easily positioned and the portion can be efficiently cooled. In addition, the concave portion functions as a receiving mold for a magnet roll to which a pressing force acts, and a warp correcting action by the pressing force can be performed at the same time.
[0027]
In addition , by locally cooling the outer peripheral portion on the opposite side of approximately 180 ° with respect to the warp direction of the magnet roll, the semi-cured portion in the warp direction is mainly contracted when the whole is cooled, and the warp is offset. As a result, a magnet roll with a small amount of warpage can be obtained, and in particular, the range of one-eighth to one-half of the entire circumference along the circumferential direction on the outer circumference of the magnet roll body is uniform, so that one side of the magnet roll is uniformly cooled. As a result, the warped magnet roll can be straightened as a whole.
[0028]
Further, by setting one or more range-quarter of the total length of the magnet roll outer predetermined portions to be pressed against the concave portion of the cooling die about its central portion along the magnet B Lumpur longitudinally of the magnet roll One side is uniformly cooled, and the warped magnet roll can be straightened as a whole.
[0029]
Further , the time when the magnet roll is brought into pressure contact with the recessed portion of the cooling mold and the cooling is started is within 120 seconds after taking out from the molding die, and the pressure contact time is within 2 seconds to within 120 seconds, so that the core portion is the warping of the magnet roll in the semi-cured state kills in a quickly and reliably corrected.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory perspective view showing a magnet roll according to a representative embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory view showing the roundness measurement shape of the magnet roll.
FIG. 3 is a simplified cross-sectional view showing a molding die for molding a magnet roll.
FIG. 4 is a simplified cross-sectional view showing a state in which a molten resin magnet is injected into the molding space of the molding die.
FIG. 5 is a simplified cross-sectional view showing another molding die for molding a magnet roll.
FIG. 6A is an explanatory view showing a cooling mold for cooling the magnet roll and a magnet roll pressed against the cooling mold.
(B) is explanatory drawing similarly seen from the axial direction.
FIG. 7 is a graph showing measurement results of cooling time and warpage in each of Examples 1 to 4.
[Explanation of symbols]
M Magnet roll A1, A2 Molding die B Cooling die 1
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11465399A JP3994575B2 (en) | 1999-04-22 | 1999-04-22 | Magnet roll and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11465399A JP3994575B2 (en) | 1999-04-22 | 1999-04-22 | Magnet roll and manufacturing method thereof |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000306720A JP2000306720A (en) | 2000-11-02 |
| JP3994575B2 true JP3994575B2 (en) | 2007-10-24 |
Family
ID=14643203
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11465399A Expired - Lifetime JP3994575B2 (en) | 1999-04-22 | 1999-04-22 | Magnet roll and manufacturing method thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3994575B2 (en) |
-
1999
- 1999-04-22 JP JP11465399A patent/JP3994575B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000306720A (en) | 2000-11-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5570167A (en) | Molded developing magnet roller | |
| US5583473A (en) | Magnet roll and method of producing same | |
| JP3994575B2 (en) | Magnet roll and manufacturing method thereof | |
| JP6383745B2 (en) | Manufacturing method of rotor of rotating electrical machine and rotor of rotating electrical machine | |
| JP3826622B2 (en) | Magnet roll warpage correction apparatus and manufacturing system using the same | |
| CN107209471B (en) | Forming device, mold, method for manufacturing magnetic roller, and method for magnetizing magnetic roller | |
| JP3826621B2 (en) | Magnet roll manufacturing method and manufacturing system | |
| JP3304411B2 (en) | Injection mold for resin magnet roll | |
| JPH0611014B2 (en) | Manufacturing method of cylindrical magnet | |
| JPH0883709A (en) | Injection molding magnet roll manufacturing method and manufacturing apparatus | |
| JP2000081789A (en) | Magnet roll | |
| JP2000068120A (en) | Magnet roller | |
| JP3264513B2 (en) | Magnet roll and manufacturing method thereof | |
| JP3632335B2 (en) | Mold for molding magnet roll | |
| JPH0338673A (en) | Manufacture of magnet roller | |
| JP2001165148A (en) | Magnet roll | |
| JPH1067030A (en) | Apparatus and method for forming magnet roll | |
| JP2007105992A (en) | Manufacturing method of magnet roller | |
| JP3591254B2 (en) | Manufacturing method of magnet roll | |
| JPH11138580A (en) | Manufacturing method and manufacturing apparatus for magnet roll | |
| JP3591255B2 (en) | Magnet roll warpage correction method | |
| JPH11242391A (en) | Magnet roll | |
| JPS6184807A (en) | Manufacturing method of magnet roll | |
| JPH04324880A (en) | Manufacture for magnet roller | |
| JP2007105989A (en) | Manufacturing method of magnet roller |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041115 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050628 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050824 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060818 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061011 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070710 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070723 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100810 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100810 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100810 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110810 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120810 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120810 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130810 Year of fee payment: 6 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130810 Year of fee payment: 6 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |