JP2000164443A - 樹脂磁石成形物の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 樹脂磁石組成物からなる成形材料を磁場を印
加しながら射出成形又は押出成形して、マグネットロー
ラ等の樹脂磁石成形物を得る場合において、該樹脂磁石
成形物に高磁力でかつ半値幅が狭い、鋭い磁力曲線を示
す磁極を形成する。 【解決手段】 成形材料ｍに磁場を印加する永久磁石と
して、目的とする磁極性を有する主磁石３ａの両側に他
極性の副磁石３ｂを配設したサンドイッチ構造の複合磁
石３ｃを用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂バインダーに
磁性粉を混合分散した成形材料を金型のキャビティー周
囲に配置した永久磁石により磁場を印加しながら射出成
形又は押出成形してマグネットローラや該マグネットロ
ーラを構成するマグネット片などの樹脂磁石成形物を得
る方法に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】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樹脂磁石に
より形成されたマグネットローラを配設し、スリーブ表
面に担持した磁性現像剤（トナー）を該マグネットロー
ラの磁力特性により潜像保持体上に飛翔させる所謂ジャ
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】従来、上記マグネットローラは、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ーにフェ
ライト等の磁性粉体を混合分散した樹脂磁石組成物から
なる成形材料を、キャビティーの周囲に磁場を形成した
金型を用いて射出成形又は押出成形することによって、
ローラ状に成形すると共に、樹脂磁石組成物中の磁性粉
を所望の磁力特性に適した配向状態とし、この成形と同
時又は成形後に所望の磁力特性に着磁させることによ
り、製造されている。

【０００４】ここで、上記樹脂磁石組成物からなる成形
材料に磁場を印加しながらを射出成形又は押出成形を行
う場合、図２（Ａ）に示したように、射出成形や押出成
形に用いられる金型１のキャビティー２の周囲に永久磁
石３を配置して、キャビティー２内の成形材料ｍに磁場
を印加する方法が一般的に採られている。

【０００５】なお、図２（Ａ）では磁場印加用の永久磁
石３を１つしか示していないが、通常は必要とする磁極
の数に応じて２〜６個程度の永久磁石３がキャビティー
２の周囲に配置される。また、図２（Ａ）では円筒状の
キャビティー２を有する金型１によりマグネットローラ
を直接成形する場合を示したが、例えば断面扇形のキャ
ビティーを有する金型を用いて断面扇形のマグネット片
を成形し、得られたマグネット片を複数個シャフトの外
周に貼り合わせてマグネットローラを形成することも行
われている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】永久磁石によって磁場
を印加しながら射出成形又は押出成形する上記成形法に
よれば、成形材料中の磁性粉が良好に配向し、後の着磁
操作により又は成形と同時に着磁されて、成形物（マグ
ネットローラ）に所望の磁極が形成され、例えば図２
（Ｂ）に示したような、磁力曲線４ａを有する磁極が着
磁される。

【０００７】しかしながら、近年、複写機やプリンター
などの電子写真装置の高性能化に伴ってマグネットロー
ラにも非常に複雑な磁力特性が要求されるようになって
きており、磁力のピーク位置を中心線ｃとした半値幅ｈ
が狭くかつピーク高さの高い、高磁力で鋭い磁力曲線を
有する磁極が求められるようになってきている。

【０００８】この場合、マグネットローラに形成する磁
極の磁力を高くするには、永久磁石３の磁力を高くすれ
ばよいが、単に永久磁石３の磁力を高くしたのでは、図
２（Ｂ）に示した磁力曲線４ｂのように、磁力の向上に
伴って上記半値幅が長くなってしまい、また半値幅ｈを
短くするには、永久磁石３の幅を狭くすればよいが、永
久磁石３の幅を狭くすると、図２（Ｂ）に示した磁力曲
線４ｃのように、必然的に永久磁石３の磁力が弱くな
り、得られる磁極の磁力も弱くなってしまう。いずれに
しても、高磁力で半値幅の狭い磁力曲線を有する磁極を
得ることはできない。

【０００９】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、樹脂バインダーに磁性粉を混合分散した樹脂磁石組
成物からなる成形材料を、磁場を印加しながら射出成形
又は押出成形して、成形と同時に磁性粉の配向，着磁を
行うことにより、マグネットローラ等の樹脂磁石成形物
を得る場合において、該樹脂磁石成形物に高磁力でかつ
半値幅が狭い、鋭い磁力曲線を示す磁極を形成すること
ができる樹脂磁石成形物の製造方法を提供することを目
的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成するため、樹脂バインダーに磁性粉を混合分散した
樹脂磁石組成物からなる成形材料を、キャビティー（成
形用空洞部）の周囲に永久磁石を配置した金型を用い射
出成形又は押出成形して、マグネットローラ等の樹脂磁
石成形物を得る場合に、上記永久磁石として、目的とす
る磁極性を有する主磁石の両側に他極性の副磁石を配設
したサンドイッチ構造の複合磁石を用いることにより、
得られる磁力曲線の半値幅を、磁力の低下を招くことな
く狭くして鋭い磁力曲線を有する磁極を得ることがで
き、この場合上記主磁石の磁力を高くすることにより、
半値幅を大きくすることなく高磁力化を達成し得、高磁
力で半値幅の狭い、鋭い磁力曲線を示す磁極を形成し得
ることを見出し、本発明を完成したものである。

【００１１】従って、本発明は、樹脂バインダーに磁性
粉を混合分散した樹脂磁石組成物からなる成形材料を射
出成形又は押出成形して樹脂磁石成形物を得る際に、射
出成形用金型もしくは押出成形用金型の成形用空洞部の
周囲に永久磁石を配置して、成形物に磁場を印加しなが
ら成形を行う樹脂磁石成形物の製造方法において、上記
永久磁石として、目的とする磁極性を有する主磁石の両
側に他極性の副磁石を配設したサンドイッチ構造の複合
磁石を用いたことを特徴とする樹脂磁石成形物の製造方
法を提供する。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明につき更に詳しく説
明する。本発明の樹脂磁石成形物の製造方法は、上述の
ように、樹脂バインダーに磁性粉を混合分散した樹脂磁
石組成物からなる成形材料を、磁場を印加しながら射出
成形又は押出成形して、樹脂磁石成形物を得る場合に、
目的とする磁極性を有する主磁石の両側に他極性の副磁
石を配設したサンドイッチ構造の複合磁石を、金型のキ
ャビティー周囲に配置して、射出成形又は押出成形を行
うものであり、例えば図１（Ａ）に示したように、Ｎ極
の主磁石３ａの両側にそれぞれＳ極の副磁石３ｂを接合
させたサンドイッチ構造の複合磁石３ｃをキャビティー
２の周囲に配置して成形を行うものである。

【００１３】ここで、上記複合磁石３ｃを構成する主磁
石３ａは、金型１のキャビティー（成形用空洞部）２内
の樹脂磁石組成物ｍに、該組成物中ｍに分散された磁性
粉を配向させるに十分な、又は着磁するに十分な磁力を
印加し得る永久磁石であればいずれのものでもよい。例
えば、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ合金，Ｓｍ−Ｃｏ合金，Ｃｅ−Ｃ
ｏ合金等の希土類磁石、Ｓｒフェライト，Ｂｒフェライ
ト等のフェライト磁石、アルニコ磁石或いは鉄などを例
示することができる。

【００１４】また、上記複合磁石３ｃを構成する副磁石
３ｂも、特に制限はなく、上記主磁石３ａと同様に、希
土類磁石、フェライト磁石、アルニコ磁石、鉄などを用
いることができる。

【００１５】本発明の製造方法に用いられる上記複合磁
石３ｃは、上記主磁石３ａの両側に副磁石３ｂを接合さ
せたサンドイッチ構造のものであるが、この場合本発明
では、図１（Ａ）に示されているように、互いに接合す
る部分が逆極性となるように上記主磁石３ａと副磁石３
ｂとを接合するものであり、例えば成形物の所定箇所に
Ｓ極の磁極を形成する場合、図１（Ａ）に示したよう
に、主磁石３ａはＮ極を金型１のキャビティー２に向け
て配置され、この主磁石３ａの両側に副磁石３ｂがＳ極
をキャビティー２に向けて配置されるものである。この
場合、両副磁石３ｂと主磁石３ａとが互いの磁力で吸着
することにより良好に接合される。なお、図１（Ａ）で
は、主磁石３ａの両側に直接副磁石３ｂ，３ｂを接合さ
せた複合磁石３ｃを示したが、副磁石３ｂ，３ｂを非磁
性材等を介して主磁石３ａの両側に配設してもよく、ま
た副磁石３ｂを主磁石３ａと平行ではなく、角度を変え
て配設することにより、磁力パターンを制御するように
してもよい。

【００１６】ここで、上記主磁石３ａ及び副磁石３ｂ
は、それぞれ１つの永久磁石で構成しても複数の永久磁
石を並べて構成された集合磁石であってもよく、また必
要に応じてこれら主磁石３ａ及び副磁石３ｂの磁場印加
面に透磁性材料からなるヨークを配置してもよい。

【００１７】また、上記主磁石３ａの磁力は、成形物に
求められる表面磁力に応じて適宜設定され、特に制限さ
れるものではないが、例えば成形物がマグネットローラ
である場合には、３０００〜５０００Ｇ、特に３８００
〜４３００Ｇ程度の磁力を有する永久磁石が一般に用い
られる。

【００１８】一方、上記副磁石３ｂの磁力は要求される
半値幅に応じて適宜設定され、この副磁石３ｂの磁力が
高いほど磁力曲線の半値幅は狭くなるが、この副磁石３
ｂの磁力が高すぎると、主磁石３ａによる磁極の半値幅
が単に狭くなるだけでなく、磁極のピーク磁力が低くな
ってしまったり、副磁石３ｂによる逆極性の磁極が形成
されてしまう場合がある。このため、この副磁石３ｂの
磁力は上記主磁石３ａの磁力よりも低く設定され、好ま
しくは上記主磁石３ａよりも３００〜１０００Ｇ、特に
４００〜６００Ｇ程度、低く設定することが好ましい。
また、この副磁石３ｂは上記主磁石３ｂの左右に少なく
とも１つずつ配置されるが、左右の副磁石３ｂの磁力は
同一でも異なっていてもよく、左右で磁力を変えること
により、左右非対称の磁力曲線を得ることも可能であ
る。

【００１９】本発明の樹脂磁石成形物の製造方法は、上
記のように、主磁石３ａの両側に他極性の副磁石３ｂ接
合した複合磁石３ｃを、金型１のキャビティー２周囲に
配置して、キャビティー２内に磁場を印加しながら樹脂
磁石組成物からなる成形材料ｍを成形するものである。
これにより、キャビティー２内で成形される成形材料ｍ
中の磁性粉が上記複合磁石３ｃを構成する主磁石３ａの
磁力によって配向し着磁されるが、この場合主磁石３ａ
の両側に配置された副磁石３ｂによる逆極性の磁力によ
って、得られる磁力曲線の半値幅をピーク磁力の低下な
く狭くすることができ、図１（Ｂ）の示したように、副
磁石３ｂを有さない通常の永久磁石を用いた場合に得ら
れる磁力曲線４ａよりも半値幅ｈの狭い鋭いピークを有
する磁力曲線が得られるものである。またこの場合、上
記複合磁石３ｃの主磁石３ａの磁力を高めることによ
り、半値幅を広くすることなく、むしろ半値幅を狭くし
た上ピーク磁力を高くすることも可能であり、図１
（Ｂ）の示したように、副磁石３ｂを有さない通常の永
久磁石を用いた場合に得られる磁力曲線４ａよりも半値
幅ｈが狭く、かつピーク磁力も高い磁力曲線５ｂを得る
ことも可能である。

【００２０】ここで、本発明の樹脂磁石成形物の製造方
法に用いられる成形材料は、樹脂バインダーに磁性粉を
分散させた樹脂磁石組成物であればよく、目的とする樹
脂磁石成形物に応じて適宜選定して用いることができ
る。例えば、電子写真装置の現像機構部に用いられるマ
グネットローラを得る場合を例にして説明すると、以下
の通りである。

【００２１】上記樹脂バインダーとしては、ナイロン
６，ナイロン１２等のポリアミド樹脂、ポリスチレン樹
脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）、ポリ
ブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ）、ポリフェニレ
ンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、エチレン−酢酸ビニル
共重合体樹脂（ＥＶＡ）、エチレン−エチルアクリレー
ト樹脂（ＥＥＡ）、エポキシ樹脂、エチレン−ビニルア
ルコール共重合体樹脂（ＥＶＯＨ）、ポリプロピレン樹
脂、ポリエチレン，ポリエチレン共重合体等のポリオレ
フィンや、これらポリオレフィンの構造中に無水マレイ
ン酸基，カルボキシル基，ヒドロキシル基，グリシジル
基等の反応性をもつ官能基を導入した変性ポリオレフィ
ン等が挙げられ、これらの１種又は２種以上を混合して
用いることができる。なお、特に制限されるものではな
いが、これらの中ではポリアミド樹脂、ＥＶＡ、ＥＥＡ
が好ましく用いられる。

【００２２】また、上記磁性粉としては、従来からマグ
ネットローラに用いられる通常の磁性粉を用いることが
でき、具体的には、Ｓｒフェライト，Ｂｒフェライト等
のフェライト粉末やＳｍ−Ｃｏ合金，Ｎｄ−Ｆe−Ｂ合
金，Ｃｅ−Ｃｏ合金等の希土類系合金粉末などを例示す
ることができる。

【００２３】この磁性粉の配合割合は、要求される磁力
の強さに応じて適宜選定されるもので、特に制限される
ものではないが、通常は、組成物全体の８０〜９４重量
％程度（密度が２．５〜４．５ｇ／ｃｍ²程度）とする
ことが好ましい。

【００２４】この樹脂磁石組成物からなる成形材料に
は、上記バインダー成分及び磁性粉に加えて、マイカや
ウィスカ或いはタルク，炭素繊維，ガラス繊維等の補強
効果の大きな充填材やその他公知の添加剤を適量添加す
ることができる。

【００２５】また、本発明の各製造方法は、上述した各
方法により磁場を印加した状態で、上記成形材料を成形
するものであるが、この場合、成形方法は射出成形法が
好ましく採用されるが、押出成形であってもよく、ま
た、成形条件は用いる樹脂磁石組成物の種類や目的とす
る樹脂磁石成形物等に応じて通常の条件とすることがで
きる。

【００２６】本発明の各製造方法は、電子写真装置の現
像機構部に用いられるマグネットローラの製造に好適に
用いられるものであるが、この場合、図１では、磁場印
加用の磁石を１つしか示していないが、通常は必要とす
る磁極の数に応じて２〜６個程度の磁場印加用磁石がキ
ャビティー２の周囲に配置される。この場合、主磁石３
ａと副磁石３ｂとからなる複合磁石３ｃを用いた本発明
の磁場印加方法は、必ずしもすべての磁場印加用磁石に
適用する必要はなく、高磁力で半値幅の狭い磁力曲線を
有する磁極が必要な箇所にのみに本発明の磁場印加方法
を適用すればよい。また、図１では断面円形のキャビテ
ィー２を有する金型によりマグネットローラを直接成形
する場合を示したが、例えば断面扇形のキャビティーを
有する金型を用いて断面扇形のマグネット片を成形し、
得られたマグネット片を複数個シャフトの外周に貼り合
わせてマグネットローラを形成してもよい。また更に、
本発明の製造方法によれば、磁場の印可により成形と同
じに磁性粉の配向及び着磁がなされるが、磁力を微妙に
調節したい場合などには、成形後一旦脱磁して再び着磁
を施すようにしてもよい。なお、本発明の製造方法は、
マグネットローラ及びそのマグネット片以外にも、モー
タのロータやステイター、センサー用ロータなどの樹脂
磁石成形物を製造する際にも好適に使用される。

【００２７】

【実施例】以下、参照例及び実施例，比較例を示し、本
発明をより具体的に説明するが、本発明は下記の実施例
に制限されるものではない。

【００２８】[参照例]図２（Ａ）に示されているよう
に、キャビティー２の周囲に磁場印加用の永久磁石３を
配置した金型１を用い、下記組成の成形材料を射出成形
してマグネットローラを得た。この場合、上記永久磁石
３は４０００Ｇの磁力を有する幅６．０ｍｍのものを用
い、そのＮ極側をキャビティー２に向けて配置した。成形材料（樹脂磁石組成物）の組成

【００２９】得られたマグネットローラの表面磁力を測
定したところ、図２（Ｂ）に示した磁力曲線４ａを有す
る磁極がマグネットローラに形成されていた。この磁極
のピーク磁力は約８５０Ｇ、磁力曲線４ａの半値幅ｈは
５５°であった。

【００３０】［比較例１］ピーク磁力を高めるために、
永久磁石３として、より磁力の高い希土類磁石（磁力４
５００Ｇ）を用いたこと以外は上記参照例と同様にして
マグネットローラを成形した。

【００３１】得られたマグネットローラの表面磁力を測
定したところ、図２（Ｂ）に示した磁力曲線４ｂを有す
る磁極がマグネットローラに形成されていた。この磁極
は、ピーク磁力が約９００Ｇ、磁力曲線４ｂの半値幅は
５８°であり、磁力の向上は達成されたものの半値幅が
参照例の場合４ａよりも広くなってしまった。

【００３２】［比較例２］磁力曲線の半値幅を狭くする
ため、永久磁石３として、参照例で用いたものよりも幅
狭の希土類磁石（幅４．０ｍｍ）を用いたこと以外は、
参照例と同様にしてマグネットローラを成形した。

【００３３】得られたマグネットローラの表面磁力を測
定したところ、図２（Ｂ）に示した磁力曲線４ｃを有す
る磁極がマグネットローラに形成されていた。この磁極
は、ピーク磁力が約８００Ｇ、磁力曲線４ｃの半値幅は
５０°であり、半値幅は狭くなったもののピーク磁力が
参照例の場合４ａよりも低くなってしまった。

【００３４】［実施例１］参照例で用いた永久磁石３を
主磁石３ａとし、その両側に逆極性の副磁石３ｂ，３ｂ
を接合して、図１（Ａ）に示した複合磁石３ｃを構成
し、この複合磁石３ｃを用いたこと以外は参照例と同様
にしてマグネットローラを成形した。なお、上記副磁石
３ｂ，３ｂの磁力は３５００Ｇとし、主磁石３ａよりも
５００Ｇほど磁力を低くした。

【００３５】得られたマグネットローラの表面磁力を測
定したところ、図１（Ｂ）に示した磁力曲線５ａを有す
る磁極がマグネットローラに形成されていた。この磁極
は、ピーク磁力が約８４５Ｇ、磁力曲線５ａの半値幅は
５１°であり、上記参照例で得られた磁極とほぼ同等の
ピーク磁力を有しているにもかかわらず、半値幅が参照
例で得られた磁極よりも狭い、鋭いピークを有するもの
であった。なお、図１（Ｂ）中に破線４ａで示した曲線
が、参照例で得られた磁極の磁力曲線である。

【００３６】［実施例２］ピーク磁力を高めるために、
主磁石３ａの磁力を４５００Ｇとしたこと以外は、実施
例１と同様にしてマグネットローラを成形した。

【００３７】得られたマグネットローラの表面磁力を測
定したところ、図１（Ｂ）に示した磁力曲線５ｂを有す
る磁極がマグネットローラに形成されていた。この磁極
は、ピーク磁力が約８８０Ｇ、磁力曲線５ｂの半値幅は
５２°であり、上記参照例で得られた磁極よりも高いピ
ーク磁力を有しているにもかかわらず、半値幅が参照例
で得られた磁極よりも狭い、鋭いピークを有するもので
あった。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の樹脂磁石
成形物の製造方法によれば、樹脂バインダーに磁性粉を
混合分散した樹脂磁石組成物からなる成形材料を、磁場
を印加しながら射出成形又は押出成形して、成形と同時
に磁性粉の配向，着磁を行うことにより、マグネットロ
ーラ等の樹脂磁石成形物を得る場合に、該樹脂磁石成形
物に高磁力でかつ半値幅が狭い、鋭い磁力曲線を示す磁
極を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は、従来の樹脂磁石成形物の製造方法に
おける永久磁石及びその配置態様の一例を示す概略図、
（Ｂ）は同製造方法により得られる磁力曲線を示すグラ
フである。

【図２】（Ａ）は、本発明の樹脂磁石成形物の製造方法
に用いられる複合磁石及びその配置態様の一例を示す概
略図、（Ｂ）は同製造方法により得られる磁力曲線を示
すグラフである。

【符号の説明】

１ 金型 ２ キャビティー（成形用空洞部） ３ 永久磁石 ３ａ 主磁石 ３ｂ 副磁石 ３ｃ 複合磁石 ４ａ〜４ｃ 従来の製造方法により得られた磁力曲線 ５ａ，５ｂ 本発明の製造方法により得られた磁力曲線 ｈ 半値幅 ｍ 成形材料

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１０年１２月２２日（１９９８．１２．
２２）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２８】[参考例]図２（Ａ）に示されているよう
に、キャビティー２の周囲に磁場印加用の永久磁石３を
配置した金型１を用い、樹脂バインダーに磁性粉を混合
分散した樹脂磁石組成物からなる成形材料を射出成形し
てマグネットローラを得た。この場合、上記永久磁石３
は４０００Ｇの磁力を有する幅６．０ｍｍのものを用
い、そのＮ極側をキャビティー２に向けて配置した。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 樹脂バインダーに磁性粉を混合分散した
   樹脂磁石組成物からなる成形材料を射出成形又は押出成
   形して樹脂磁石成形物を得る際に、射出成形用金型もし
   くは押出成形用金型の成形用空洞部の周囲に永久磁石を
   配置して、成形物に磁場を印加しながら成形を行う樹脂
   磁石成形物の製造方法において、上記永久磁石として、
   目的とする磁極性を有する主磁石の両側に他極性の副磁
   石を配設したサンドイッチ構造の複合磁石を用いたこと
   を特徴とする樹脂磁石成形物の製造方法。
2. 【請求項２】 上記副磁石の磁力が上記主磁石の磁力よ
   りも小さく、かつその差が３００〜１０００Ｇである請
   求項１記載の樹脂磁石成形物の製造方法。
3. 【請求項３】 マグネットローラ又はマグネットローラ
   を構成するマグネット片を得るための製造方法である請
   求項１又は２記載の樹脂磁石成形物の製造方法。