(57)【要約】【課題】筒状金型の中空部よりなるキャビティに、磁場を印加しながら、金型長さ方向一方側の端から磁粉入材料を注入するに際し、磁粉入り材料の水分率や温度を上げたりすることなく、長さ方向磁力分布におけるリップルの発生を抑制することのできるマグネットローラの製造方法を提供する。【解決手段】金型１を、金型長さ方向一方側を高い温度に、他方側を低い温度に温度調節して前記磁粉入材料を注入する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円柱状のローラ本体部の両端に軸部を配設したマグネットローラを形成するに際し、筒状金型の中空部よりなるキャビティに、磁場を印加しながら、金型長さ方向一方側の端から磁粉入材料を注入するマグネットローラの製造方法において、
キャビティ壁面温度を所定温度になるように金型を温度調節したあと、前記磁粉入材料を注入し、磁粉入材料のキャビティへの注入の直後に、キャビティ壁面温度を低下させて前記磁粉入材料を冷却させるマグネットローラの製造方法。
【請求項２】
前記磁粉入材料を注入する前のキャビティ壁面の平均温度を140〜200℃とし、磁粉入材料を注入後、定常状態になったときのキャビティ壁面の平均温度を80〜120℃とする請求項１に記載のマグネットローラの製造方法。
【請求項３】
前記金型の温調の高温から低温への切り替えは、磁粉入材料の注入を開始したあと、キャビティへの磁粉入材料の充填が完了する前に行う請求項１もしくは２に記載のマグネットローラの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マグネットローラの製造方法に関し、特に、マグネットローラ長さ方向磁力パターンに現れるリップルを抑制することのできるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ等の電子写真装置や静電記録装置などにおいて、感光ドラム等の潜像保持体上の静電潜像を可視化する現像方式として、回転するスリーブ内にマグネットローラを配設し、スリーブ表面に担持したトナーをマグネットローラの磁力特性により潜像保持体上に飛翔させる、ジャンピング現象によって、潜像保持体表面にトナーを供給し、静電潜像を可視化する現像方法が知られている。
【０００３】
このマグネットローラは、射出成型用の筒状金型を用いて成型され、ナイロンやポリプロピレン等の熱可塑性樹脂のバインダにフェライト等の磁性粉体を混合分散した磁粉入材料を金型長さ方向一方側に配置されたゲートから、筒状金型の中空部よりなるキャビティに射出し、所望の製品形状となるよう成型すると共に、金型に配置された複数の、磁石や電磁ヨーク等の磁力発生手段からの磁場により、射出された磁粉入材料をキャビティ内で配向させ、ローラ本体部周面上に、周方向に間隔をおいて配列された複数の磁極よりなる所望の磁力パターンを形成ことにより製造されるのが一般的である（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
このようなマグネットローラの各磁極における長さ方向の磁力パターンは、当然ながら、マグネットローラをカートリッジに取り付けて作動させたときの画像形成に関与する長さ方向の画像形成有効範囲において、均一であることが理想であり、もし、この画像形成有効範囲における磁力パターンが不均一になると、トナー供給量にバラツキが生じ所期した画像が得られなくなってしまう。
【特許文献１】特開２０００−０３０９３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような方法にて製造されたマグネットローラの長さ方向磁力パターンにおいて、前記金型長さ方向一方側（以下これを「ゲート側」といい、金型長さ方向他方側を「反ゲート側」という）に近い領域に、リップルと呼ばれる狭幅で急峻な磁力ピークが現れる傾向があり、このようなリップルは、狭い領域で磁力が急激に変化するため、マグネットローラをカートリッジに組み付けて作動させたとき画像不良を引き起こす可能性が高い。
【０００６】
図１は、横軸にマグネットローラ本体部の軸方向位置、縦軸に磁力をとって示した、磁極の長さ方向磁力パターンを示す概念図であり、図中の２０がリップルと呼ばれる磁力ピークである。リップルの強さＲとして、リップルの高さGをリップルの幅Wで除した値と定義したとき、Ｒの値が大きいほど画像不良を引き起こしやすくなるので、リップルの強さＲが所定の大きさを超えた場合、そのマグネットロールを不合格とすることが行われている。
【０００７】
したがって、強さＲの大きなリップルの発生を抑えることは、歩留まりを向上させる点で、重要な課題であり、発明者は、鋭意、実験や検討を繰り返した結果、このリップルが次のようなメカニズムで発生していることを見いだした。すなわち、筒状金型において、ゲートから注入された長さ方向一方側に位置するゲートから射出された磁粉入材料は、流動性が十分でない場合、金型の主極上の、ゲートから近い決まった部分に次々と引き寄せられて壁面に付着してゆき、これがある程度大きくなると、後から来た磁粉入材料によって反ゲート側に押し流されて主極の別の位置に付着し、これが磁気的異物となってリップルとして現れることがわかった。
【０００８】
そして、磁粉入り材料の水分率を上げたり、磁粉入材料を高温にしたりすることによってその流動性を上げることにより、流れの途中で磁粉入材料がキャビティ壁面に付着することを抑制することができ、この場合、注入された材料は反ゲート側から順に硬化されてゆき、上記強さＲの大きなリップルの発生を抑制することができることもわかった。
【０００９】
しかしながら、水分率を上げたり、材料の温度を上げたりすると、製品強度の低下や、発生しやすくなったガスがキャビティ内に残留することによる製品の形状不良を生じやすくなり好ましくない。
【００１０】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、磁粉入り材料の水分率や温度を上げたりすることなく、長さ方向磁力分布におけるリップルの発生を抑制することのできるマグネットローラの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
＜１＞は、円柱状のローラ本体部の両端に軸部を配設したマグネットローラを形成するに際し、筒状金型の中空部よりなるキャビティに、磁場を印加しながら、金型長さ方向一方側の端から磁粉入材料を注入するマグネットローラの製造方法において、
キャビティ壁面温度を所定温度になるように金型を温度調節したあと、前記磁粉入材料を注入し、磁粉入材料のキャビティへの注入の直後に、キャビティ壁面温度を低下させて前記磁粉入材料を冷却させるマグネットローラの製造方法である。
【００１２】
＜２＞は、＜１＞において、前記磁粉入材料を注入する前のキャビティ壁面の平均温度を140〜200℃とし、磁粉入材料を注入後、定常状態になったときのキャビティ壁面の平均温度を80〜120℃とするマグネットローラの製造方法である。
【００１３】
＜３＞は、＜２＞もしくは＜３＞において、前記金型の温調の高温から低温への切り替えは、磁粉入材料の注入を開始したあと、キャビティへの磁粉入材料の充填が完了する前に行うマグネットローラの製造方法である。
【発明の効果】
【００１４】
＜１＞によれば、キャビティ壁面温度を所定温度になるように金型を温度調節したあと、前記磁粉入材料を注入するので、注入前の壁面温度を、磁粉入材料が流動の途中でキャビティ壁面に付着しないような流動性を確保するのに十分な高い温度に設定することにより強いリップルの発生を抑制することができ、また、磁粉入材料のキャビティへの注入の直後に、金型の温調温度を前記所定温度より低く設定するので、材料を硬化させるまでの時間をそれほど長くすることなく冷却することができ、高い生産性を確保することができる。
【００１５】
＜２＞は、前記磁粉入材料を注入する前のキャビティ壁面の平均温度を140〜200℃とし、磁粉入材料を注入後、定常状態になったときのキャビティ壁面の平均温度を80〜120℃とするものであり、磁粉入材料を注入する前のキャビティ壁面の平均温度を140℃未満とした場合には、先述の、ゲート近くに付着して塊となった磁粉入材料が反ゲート側に押し流されて主極の別の位置に付着してリップルとなる現象が生じやすく、これを、200℃を越えるものとした場合には、製品を冷却硬化させるのに時間がかかり、生産性を低下させてしまう。
また、磁粉入材料を注入後、定常状態になったときのキャビティ壁面の平均温度を80℃未満とした場合には、次の射出時までにキャビティ壁面の温度を回復させるのに時間がかかって生産性が低下し、これを回避するため、この回復時間を短くした場合には次の射出時のキャビティ壁面温度が低くなってリップルが発生しやすくなる。
【００１６】
＜３＞は、金型温調の高温から低温への切り替えを、磁粉入材料の注入を開始したあと、キャビティへの磁粉入材料の充填が完了する前に行うので、磁粉入材料注入時の流動性を確保するともに、注入開始後できるだけ速やかに、金型温度を低下させて冷却時間を効果的に短縮化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の実施形態について、図に基づいて説明する。図２は、実施形態のマグネットローラの製造方法に基づいて形成されたマグネットローラを例示する斜視図であり、マグネットローラ１０は、長さ方向両端に小径軸部１２を有する円柱状のローラ本体部１１よりなり、ローラ本体部１１は、ローラ周面１１ａと、その両端に位置するそれぞれの端面１１ｂとでその形状を特定することができる。
【００１８】
図３は、このマグネットローラ１０の周方向磁力パターンを、横軸に周方向角度（度）をとり、縦軸に、各周方向角度に対する磁力（mT）をとって例示したものであり、この磁力（mT）は、ローラ本体部周面１１ａより所定距離、例えば1mmだけ、半径方向外側に位置する点において測定された磁束密度の半径方向成分で表わしたものである。
【００１９】
図３に示す例のように、この磁力パターンの場合には、N極（Ｎ１、Ｎ２）、Ｓ極（Ｓ１、Ｓ２）それぞれ2個の磁極を有し、それぞれの磁極における磁力は、Ｆ１〜Ｆ４であるが、これら磁力のうちＮ１極の磁力がＦ１でもっとも弱く、次いで、Ｆ２のＳ１極、Ｆ４のＳ２極と弱い順に並び、Ｎ２極が磁力Ｆ３でもっとも強い。そして、これら4個の磁極における磁力は、マグネットローラ１０の長さ方向には均一な分布を有すべきものであり、すなわち、マグネットローラ１０の、長さ方向磁力パターンは、画像形成有効範囲の全域にわたって均一であることが求められている。
【００２０】
なお、上記に示したマグネットローラの構造や、周方向磁力パターンは、このほかにも種々のものが考えられるが、それがどんなマグネットローラ構造であっても、また、どんな周方向磁力パターンであっても、各磁極の長さ方向磁力パターンについては、そのバラツキを抑えることはさけられない。
【００２１】
図４は、本実施形態のマグネットローラ成型用金型の長さ方向断面図であり、図５は、図４のＶ−Ｖ矢視に対応する断面における断面図である。なお、図４は、図５のIV−O−IVに対応する断面を表す。マグネットローラ成型用金型１は、金型本体２、入れ子３、これらによって囲繞され、マグネットローラ１０を成型するキャビティ４、入れ子３に形成され磁粉入材料を射出するゲート５、ローラ本体部周面に対応するキャビティ壁面４ａの半径方向外側に配置され、キャビティ長さ方向に延在し、磁極Ｎ１、Ｓ１、Ｎ２、Ｓ２を形成するそれぞれの磁石６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、および冷却管路８、９を具える。
【００２２】
ここで、冷却管路８、９は、金型厚さ方向に並んで配置された、互いに独立に温度を制御することのできる２系統であり、例えば、磁粉入材料を注入する前は、高温側の冷却管路９中に温水を循環させて金型を高温に保持しておき、磁粉入材料を注入した直後に、冷却管路８の温水の循環を開始するとともに、冷却管路９の温水の循環を停止することにより、冷却時間が長くなるのを抑えるとともに強さＲの大きなリップルの発生を抑制することができる。
【００２３】
図４に示した2系統の冷却管路８，９は、断面が円形のキャビティ４に対して半径方向に並べて配置したが、これらを周方向に並べて配置することもできる。
【００２４】
ここで前記磁粉入材料を注入する前のキャビティ壁面の平均温度を140〜200℃とし、磁粉入材料を注入後、定常状態になったときのキャビティ壁面の平均温度を80〜120℃とするのが好ましい。
【実施例】
【００２５】
磁粉入り材料を注入する前のキャビティ壁面温度が、120℃と150℃となるような2条件に対して、材料注入前の金型温調を上記のそれぞれの条件を満足するよう設定し、材料を金型に注入したあと、注入直後の壁面温度が、いずれの場合も、120℃になるように冷却させる実験を行った。そして、これらの2条件での実験で得られたマグネットロールについて、その主極の長さ方向磁力パターンを測定し、リップルの強さＲの最大値を求めた。そして、このリップルの測定は、それぞれの条件に対して試作した5本に対して行い、各条件に対する5本のうちの最大値と最小値とを図６にまとめた。なお、どのマグネットローラについても、リップルの強さＲの最大値が現れるリップルの位置は、マグネットローラ本体の長さ方向中央よりゲート側に集中していた。
【００２６】
図６から明らかなように、材料を注入する前のキャビティの壁面温度を上昇させると、リップルの強さを抑えることができ、歩留まりを向上させることができる。この例の場合、リップルの強さＲの許容値は0.6mT/mmであり、これよりＲが大きくなるとマグネットローラは不合格と判定される。
【００２７】
また、マグネットローラを硬化させるのに必要な冷却時間についてもチェックしたが、射出前後でキャビティ壁面温度を変化させた場合と、変えない場合とでは、冷却時間は同じであり、材料を注入する前の温度を高温にしておいても、注入開始後すぐこの温度を低温に切り替えるので、このことによる冷却時間への影響は少なかった。
【００２８】
なお、マグネットローラのサイズとして、ローラ本体部の長さは300mmで、直径は17mmであり、また、磁粉入材料として、マトリックスとなる樹脂を、6ナイロンとして、これに磁粉となるフェライトの86質量部を混合分散させたものを用いた。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明は、種々の構造のマグネットローラに用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】マグネットローラの磁極の長さ方向磁力パターンを示す概念図である。
【図２】本発明に係る実施形態の製造方法に基づいて形成されたマグネットローラを示す斜視図である。
【図３】マグネットローラの周方向磁力パターンを例示するグラフである。
【図４】マグネットローラ成形用金型の断面図である。
【図５】マグネットローラ成形用金型の、他の断面における断面図である。
【図６】材料注入前壁面温度とリップルの強さとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３１】
１    マグネットローラ成型用金型
２    金型本体
３    入れ子
４    キャビティ
４ａ    キャビティ周面
４ｂ    ゲート側のローラ本体部端部に対応する位置
５    ゲート
６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ    磁石
８    冷却管路（内側）
９    冷却管路（外側）
１０  マグネットローラ
１１    ローラ本体部
１１ａ    ローラ本体部周面
１１ｂ    ローラ本体部端面
１２    小径軸部
２０    リップル
【図１】
2007105989.tif 000003
【図２】
2007105989.tif 000004
【図３】
2007105989.tif 000005
【図４】
2007105989.tif 000006
【図５】
2007105989.tif 000007
【図６】
2007105989.tif 000008