JP2009098327A - Magnet roller - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に組み込まれる現像ローラとして用いられるマグネットローラに関する。さらに詳しくは、抗折強度、反り、磁束密度を改善した軸部一体型マグネットローラに関する。 The present invention relates to a magnet roller used as a developing roller incorporated in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, or a facsimile. More particularly, the present invention relates to a shaft-integrated magnet roller having improved bending strength, warpage, and magnetic flux density.
マグネットローラとしては、金属等シャフトの外周にマグネットピースを配置したマグネットローラ、あるいは、軸部と本体が一体になった軸部一体型マグネットローラ等が知られている。特に、軸部一体型マグネットローラは低コストの利点を生かして、画像形成装置に組み込まれる現像ローラとして広く用いられている。軸部一体型マグネットローラを成形する方法としては、キャビティ内に溶融樹脂磁石材料を注入する前は、キャビティ内の容積を最小の状態で、前記溶融樹脂磁石材料を注入開始し、前記溶融樹脂磁石材料の注入に従ってスライド金型を後退させてキャビティ容積を増大させてマグネットローラを成形する方法(特許文献1)、及び、マグネットローラ成形用金型内(キャビティ内)に中空円筒状の金属製シャフトを設置し、該キャビティ内の該金属シャフトの中空部および外周部に同一の溶融樹脂磁石材料を注入してマグネットローラを形成する方法(特許文献2)が提案されている。
しかしながら、特許文献1は、マグネットローラの径方向中心部と本体外周部とを同時に成形する方法であり、この金型の構造上、該マグネットローラの外周部から冷却が始まるため、径方向中心部が冷却されるまでに時間がかかり、その結果、該マグネットローラの反りや、該径方向中心部の強度が低下して、該マグネットローラの折れに繋がる場合があり、また、該径方向中心部付近にボイドが発生して、局所的に軸方向の磁束密度が急激に低下する場合がある。
このため、例えば、通常のプリンターに比べて耐久性(通常のプリンターの10〜100倍の印刷枚数)が求められるマルチファンクションプリンター(MFP)等に使用することが困難である。
However,
For this reason, for example, it is difficult to use for a multifunction printer (MFP) or the like that requires durability (number of printed
また、特許文献2は、中空円筒状の金属製シャフトの中空部および外周部に同一の溶融樹脂を注入しており、特許文献1と同様に中空部に冷却の遅れがあるため、強度低下の心配があるが、該中空円筒状の金属シャフトを用いるため強度は保たれるが、コストアップとなる、あるいは成形性が低下する場合がある。
Further,
本発明は、少なくとも強磁性体粉末と樹脂バインダーとを含む混合物を成形して得られたマグネットローラにおいて、上記強磁性体粉末の含有量が、
マグネットローラの本体外周部≧マグネットローラの径方向中心部、
となる関係を満足させたマグネットローラである。
The present invention provides a magnet roller obtained by molding a mixture containing at least a ferromagnetic powder and a resin binder, wherein the content of the ferromagnetic powder is:
Magnet roller main body outer periphery ≧ magnet roller radial center,
It is a magnet roller that satisfies the following relationship.
また、本発明は、少なくとも強磁性体粉末と樹脂バインダーとを含む混合物を成形して得られたマグネットローラにおいて、該マグネットローラの本体外周部と該マグネットローラの径方向中心部とで異なる樹脂バインダーを用いたマグネットローラである。 The present invention also relates to a magnet roller obtained by molding a mixture containing at least a ferromagnetic powder and a resin binder, wherein the resin binder is different between the outer peripheral portion of the magnet roller and the central portion in the radial direction of the magnet roller. It is a magnet roller using
さらに、本発明は、強磁性体粉末と樹脂バインダーとを含む溶融状態の混合物をキャビティに注入し磁場印加成形する工程を含むマグネットローラにおいて、少なくとも該マグネットローラの径方向中心部を成形する工程と該マグネットローラの本体外周部を成形する工程の2工程で成形したマグネットローラである。 Further, the present invention provides a magnet roller including a step of injecting a molten mixture containing a ferromagnetic powder and a resin binder into a cavity and molding by applying a magnetic field, and molding at least a central portion in the radial direction of the magnet roller; This is a magnet roller formed in two steps of forming the outer peripheral part of the main body of the magnet roller.
また、本発明は、マグネットローラの径方向中心部に用いる樹脂バインダーの硬化時の硬度が本体外周部の樹脂よりも硬い樹脂バインダーを用いたマグネットローラである。 Further, the present invention is a magnet roller using a resin binder whose hardness at the time of curing of the resin binder used in the central portion in the radial direction of the magnet roller is harder than that of the resin at the outer peripheral portion of the main body.
さらにまた、本発明は、低磁場(240K・A/m未満)、あるいは磁場を印加せずに、該マグネットローラの径方向中心部を成形したマグネットローラである。 Furthermore, the present invention is a magnet roller in which a central portion in the radial direction of the magnet roller is formed without applying a low magnetic field (less than 240 K · A / m) or a magnetic field.
そして、本発明は、励磁源として永久磁石(12)を埋設し、磁場印加成形したマグネットローラである。 The present invention is a magnet roller in which a permanent magnet (12) is embedded as an excitation source, and magnetic field application molding is performed.
本発明のマグネットローラにより、反りにくく、さらに、軸部を含むマグネットローラの径方向中心部の強度が向上して、マグネットローラが折れにくくなり、また、ボイドの発生が低減できて、局所的な軸方向磁束密度の急激な低下を防止することができる。さらにまた、高価な金属シャフト等を使用しないので、コストの低減が期待できる。 The magnet roller of the present invention is less likely to warp, and further improves the strength of the central portion in the radial direction of the magnet roller including the shaft portion, making it difficult for the magnet roller to break, and reducing the occurrence of voids. A sudden drop in the axial magnetic flux density can be prevented. Furthermore, since an expensive metal shaft or the like is not used, cost reduction can be expected.
次に本発明のマグネットローラについて、1例をあげて詳細に説明する。 Next, the magnet roller of the present invention will be described in detail with an example.
本発明は、少なくとも該マグネットローラの径方向中心部を成形する工程と該マグネットローラの本体外周部を成形する工程の2工程で成形したマグネットローラ、である。 The present invention is a magnet roller formed in two steps, that is, a step of forming at least a radial center portion of the magnet roller and a step of forming the outer peripheral portion of the main body of the magnet roller.
図1に示すような成形装置を用いて、軸部一体型のマグネットローラを成形する。まず、スライド金型A(1)をキャビティ容積が増大する方向に移動させながら、溶融状態の樹脂磁石材料を注入し、所定の位置でスライド金型A(1)の移動を停止し、マグネットローラの径方向中心部分を形成する。その後、スライド金型B(2)をキャビティ容積が増大する方向に移動させながら、溶融状態の樹脂磁石材料を注入し、所定の位置でスライド金型B(2)の移動を停止し、マグネットローラの本体外周部を形成し、図2に示すような軸一体型マグネットローラを形成する。 A shaft-integrated magnet roller is formed using a forming apparatus as shown in FIG. First, molten resin magnet material is injected while moving the slide mold A (1) in the direction of increasing the cavity volume, and the movement of the slide mold A (1) is stopped at a predetermined position, and the magnet roller The central portion in the radial direction is formed. Thereafter, while the slide mold B (2) is moved in the direction in which the cavity volume increases, the molten resin magnet material is injected, the movement of the slide mold B (2) is stopped at a predetermined position, and the magnet roller A shaft-integrated magnet roller as shown in FIG. 2 is formed.
一方、従来は、例えば図3に示す製法のように、スライド金型C(11)をキャビティ容積が増大する方向に移動させながら、溶融状態の樹脂磁石材料を注入し、所定の位置でスライド金型C(11)の移動を停止し、マグネットローラの軸部および本体部を形成していた。このような、従来製法では、本体部の外周部付近の冷却速度とマグネットローラ径方向中心部(軸部付近)の冷却速度が異なり、結果的にマグネットローラの反りの原因となっていた。 On the other hand, conventionally, as in the manufacturing method shown in FIG. 3, for example, a molten resin magnet material is injected while moving the slide mold C (11) in the direction in which the cavity volume increases, and the slide mold C is injected at a predetermined position. The movement of the mold C (11) was stopped, and the shaft portion and the main body portion of the magnet roller were formed. In such a conventional manufacturing method, the cooling rate in the vicinity of the outer peripheral portion of the main body portion and the cooling rate in the central portion in the radial direction of the magnet roller (near the shaft portion) are different, and as a result, the magnet roller is warped.
また、マグネットローラの径方向中心付近にボイドが形成され、該ボイドが磁気特性に悪影響を与え、軸方向磁束密度の均一性が低下し、局所的に急激な磁束密度低下が発生する場合があった。 In addition, a void is formed near the radial center of the magnet roller, the void adversely affects the magnetic characteristics, the uniformity of the magnetic flux density in the axial direction is reduced, and a local sudden magnetic flux density drop may occur. It was.
更に、上記の冷却速度の差やボイドの発生等により、軸部の抗折強度が低下する場合があった。 Furthermore, the bending strength of the shaft portion may decrease due to the difference in the cooling rate and the generation of voids.
従来製法に比べ本発明は、上記に示したように、まず軸部に相当する部分であるマグネットローラの径方向中心部のみを成形するため、キャビティ容積が比較的小さく、このため溶融樹脂磁石材料の充填率が向上し、ボイドが激減するとともに、マグネットローラの径方向中心部のみの冷却となるため、冷却効率(速度)が向上し、反りが防止できる。 Compared with the conventional manufacturing method, as described above, the present invention first forms only the central portion in the radial direction of the magnet roller, which is a portion corresponding to the shaft portion, so that the cavity volume is relatively small. As the filling rate is improved, the voids are drastically reduced, and only the central portion in the radial direction of the magnet roller is cooled, so that the cooling efficiency (speed) is improved and warpage can be prevented.
このマグネットローラの径方向中心部のみの成形の場合、磁場の印加は任意でよい。磁場を印加する場合は、240K・A/m〜2400K・A/mの磁場を印加(5箇所)すればよい。磁気特性向上を重視する場合は、該マグネットローラの径方向中心部を成形する工程でも所望の磁場を印加すればよい。また、軸部の抗折強度向上を重視する場合は、低磁場(240K・A/m未満)を印加するか、あるいは磁場を印加せず成形すればよい。低磁場あるいは磁場印加無しの場合は、キャビティ内を流動する溶融樹脂磁石材料が印加磁場の方向に吸着されず、キャビティ内の該溶融樹脂磁石材料の流れがスムーズとなり、更にボイドの発生が抑制される。 In the case of molding only the central portion in the radial direction of the magnet roller, the magnetic field may be applied arbitrarily. When a magnetic field is applied, a magnetic field of 240 K · A / m to 2400 K · A / m may be applied (five locations). When emphasis is placed on improving magnetic characteristics, a desired magnetic field may be applied even in the step of forming the central portion in the radial direction of the magnet roller. Further, when importance is attached to the bending strength improvement of the shaft portion, a low magnetic field (less than 240 K · A / m) may be applied, or molding may be performed without applying a magnetic field. When a low magnetic field or no magnetic field is applied, the molten resin magnet material flowing in the cavity is not attracted in the direction of the applied magnetic field, the flow of the molten resin magnet material in the cavity is smooth, and the generation of voids is further suppressed. The
また、磁気特性向上を重視する場合は、図4に示すように、スライド金型B(2)の所望の位置に励磁源として永久磁石(12)を埋設し、軸部内部の磁性粒子の配向度を向上させてもよい。 When importance is attached to the improvement of the magnetic characteristics, as shown in FIG. 4, the permanent magnet (12) is embedded as an excitation source at a desired position of the slide mold B (2), and the orientation of the magnetic particles inside the shaft portion. The degree may be improved.
上記のようにマグネットローラ径方向中心部を形成後、スライド金型B(2)をキャビティ容積が増大する方向に移動させながら、溶融状態の樹脂磁石材料を注入し、240K・A/m〜2400K・A/mの磁場を印加(5箇所)しながら配向着磁して、所定の位置でスライド金型B(2)の移動を停止し、マグネットローラの径方向本体外周部を形成し、図2に示すような軸一体型マグネットローラを形成する。この場合も、マグネットローラの径方向中心部のみを成形する場合と同様に、従来製法に比べ、キャビティ容積が比較的小さいため、該溶融樹脂磁石材料の充填率が向上し、ボイドが激減し、局所的に急激な磁束密度低下が防止でき、均一な軸方向磁束密度が得られ、画像の濃度ムラや白抜けが防止でき、高画質が得られる。 After forming the magnet roller radial center as described above, molten resin magnet material is injected while moving the slide mold B (2) in the direction of increasing the cavity volume, and 240K · A / m to 2400K. Orientation and magnetization while applying a magnetic field of A / m (5 places), stop the movement of the slide mold B (2) at a predetermined position, and form the outer peripheral part of the magnet roller in the radial direction. A shaft-integrated magnet roller as shown in FIG. Also in this case, as in the case of molding only the central portion in the radial direction of the magnet roller, since the cavity volume is relatively small compared to the conventional manufacturing method, the filling rate of the molten resin magnet material is improved, and voids are drastically reduced. A sudden drop in magnetic flux density can be prevented locally, a uniform axial magnetic flux density can be obtained, density unevenness of images and white spots can be prevented, and high image quality can be obtained.
また本発明は、強磁性体粉末の含有量において、マグネットローラの本体外周部≧マグネットローラの径方向中心部となる関係を満足したマグネットローラ、である。 Further, the present invention is a magnet roller that satisfies the relationship of the outer peripheral portion of the magnet roller ≧ the central portion in the radial direction of the magnet roller in the content of the ferromagnetic powder.
例えば、軸部の抗折強度向上を重視する場合、マグネットローラの本体外周部の強磁性体粉末の含有量を90重量%、樹脂バインダー(滑剤、安定剤等含む)を10重量%とし、一方、マグネットローラの径方向中心部の強磁性体粉末の含有量を85重量%、樹脂バインダー(滑剤、安定剤等含む)を15重量%とする。この様に、マグネットローラの径方向中心部の樹脂バインダー量を増加させることにより、抗折強度を向上させることができる。また、該マグネットローラの径方向中心部の樹脂バインダー中に強度の向上を目的として、炭素繊維やガラス繊維やウイスカー等を添加してもよい。ただし、これらをマグネットローラの本体外周部に添加すると、抗折強度は向上するが、磁気特性が低下するという弊害が生じる場合がある。 For example, when importance is attached to the bending strength improvement of the shaft part, the content of the ferromagnetic powder in the outer peripheral part of the magnet roller body is 90% by weight, the resin binder (including lubricant, stabilizer, etc.) is 10% by weight, The content of the ferromagnetic powder in the central portion in the radial direction of the magnet roller is 85% by weight, and the resin binder (including lubricant, stabilizer, etc.) is 15% by weight. In this manner, the bending strength can be improved by increasing the amount of the resin binder in the central portion in the radial direction of the magnet roller. In addition, carbon fiber, glass fiber, whisker, or the like may be added to the resin binder at the radial center of the magnet roller for the purpose of improving the strength. However, when these are added to the outer peripheral portion of the main body of the magnet roller, the bending strength is improved, but there is a case where the magnetic property is deteriorated.
また、このマグネットローラの成形方法は、図1に示すような成形装置を用いて、軸部一体型のマグネットローラを成形する。まず、スライド金型Aをキャビティ容積が増大する方向に移動させながら、溶融状態の樹脂磁石材料を注入し、所定の位置でスライド金型Aの移動を停止し、マグネットローラの径方向中心部分を形成する。その後、スライド金型Bをキャビティ容積が増大する方向に移動させながら、溶融状態の樹脂磁石材料を注入し、所定の位置でスライド金型Bの移動を停止し、マグネットローラの径方向本体外周部を形成し、図5に示すような軸一体型マグネットローラを形成する。 Further, in this magnet roller forming method, a shaft-integrated magnet roller is formed using a forming apparatus as shown in FIG. First, while moving the slide mold A in the direction in which the cavity volume increases, a molten resin magnet material is injected, the slide mold A stops moving at a predetermined position, and the radial center portion of the magnet roller is moved. Form. Then, while moving the slide mold B in the direction in which the cavity volume increases, the molten resin magnet material is injected, the slide mold B stops moving at a predetermined position, and the outer peripheral part of the magnet roller in the radial direction body And a shaft-integrated magnet roller as shown in FIG. 5 is formed.
上記発明では、マグネットローラ材料として、以下のような強磁性体粉末および樹脂バインダーを用いることができる。 In the above invention, the following ferromagnetic powder and resin binder can be used as the magnet roller material.
強磁性体粉末としては、MO・nFe2O3(nは自然数)で代表される化学式を持つ異方性フェライト磁性粉などがあげられる。式中のMとして、Sr、Baまたは鉛などの1種類または2種類以上が適宜選択して用いられる。 Examples of the ferromagnetic powder include anisotropic ferrite magnetic powder having a chemical formula represented by MO.nFe 2 O 3 (n is a natural number). As M in the formula, one type or two or more types such as Sr, Ba or lead are appropriately selected and used.
また、強磁性体粉末として、異方性フェライト磁性粉、等方性フェライト磁性粉、異方性希土類磁性粉(例えばSmFeN系)、等方性希土類磁性粉(例えばNdFeB系)を単独または2種類以上を混合して用いてもよい。要求される磁束密度により適宜選択すればよい。 Further, as the ferromagnetic powder, anisotropic ferrite magnetic powder, isotropic ferrite magnetic powder, anisotropic rare earth magnetic powder (for example, SmFeN-based), and isotropic rare earth magnetic powder (for example, NdFeB-based) are used alone or in two types. You may mix and use the above. What is necessary is just to select suitably by the required magnetic flux density.
樹脂バインダーとしては、ポリアミド樹脂、エチレンエチルアクリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PBT(ポリブチレンテレフタレート)、PPS(ポリフェニレンスフィド)、EVA(エチレンー酢酸ビニル共重合体)、EVOH(エチレンービニルアルコール共重合体)及びPVC(ポリ塩化ビニル)などの1種類または2種類以上、もしくはエポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、フラン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂及びポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂の1種類または2種類以上を混合して用いることができる。 Resin binders include polyamide resin, ethylene ethyl acrylate resin, polystyrene resin, PET (polyethylene terephthalate), PBT (polybutylene terephthalate), PPS (polyphenylene sulfide), EVA (ethylene-vinyl acetate copolymer), EVOH (ethylene-ethylene). 1 type or 2 or more types such as vinyl alcohol copolymer) and PVC (polyvinyl chloride), or thermosetting properties such as epoxy resin, phenol resin, urea resin, melamine resin, furan resin, unsaturated polyester resin and polyimide resin. One kind or two or more kinds of resins can be mixed and used.
上記に示した単独磁性粉あるいは混合磁性粉の含有率は50〜95重量%の範囲が好ましい。単独磁性粉あるいは混合磁性粉の含有率が50重量%未満では、磁性粉不足により、マグネットローラの磁気特性が低下して所望の磁力が得られにくくなり、また、それらの含有率が95重量%を超えると、樹脂バインダー不足となり成形性が損なわれるおそれがある。 The content of the single magnetic powder or mixed magnetic powder shown above is preferably in the range of 50 to 95% by weight. If the content of the single magnetic powder or the mixed magnetic powder is less than 50% by weight, the magnetic properties of the magnet roller are lowered due to the lack of magnetic powder, making it difficult to obtain a desired magnetic force, and the content is 95% by weight. If it exceeds 1, the resin binder becomes insufficient and the moldability may be impaired.
添加剤としては、磁性粉の表面処理剤としてシラン系やチタネート系等のカップリング剤、流動性を良好にするポリスチレン系・フッ素系滑剤等、安定剤、可塑剤、もしくは難燃剤などを添加する。 Additives include silane and titanate coupling agents as surface treatment agents for magnetic powders, polystyrene and fluorine lubricants that improve fluidity, stabilizers, plasticizers, or flame retardants. .
また本発明は、該マグネットローラの本体外周部と該マグネットローラの径方向中心部とで異なる樹脂バインダーを用いたマグネットローラ、である。 Further, the present invention is a magnet roller using different resin binders in the outer peripheral part of the main body of the magnet roller and the radial center part of the magnet roller.
例えば、上記と同様に、軸部の抗折強度向上を重視する場合、マグネットローラの本体外周部の強磁性体粉末の含有量を90重量%、樹脂バインダー(滑剤、安定剤等含む)を10重量%とし、マグネットローラの径方向中心部の強磁性体粉末の含有量を90重量%、樹脂バインダーとして、硬化時の硬度が上記本体外周部の樹脂よりも硬い樹脂バインダーを用いることにより、該マグネットローラの径方向中心部の抗折強度を向上させることができる。更に、該マグネットローラの径方向中心部の強度を向上させるには、該マグネットローラの径方向中心部の強磁性粉含率を低下させたり、炭素繊維、ガラス繊維やウイスカー等を添加すればよい。 For example, in the same manner as described above, when importance is attached to the bending strength improvement of the shaft portion, the content of the ferromagnetic powder in the outer peripheral portion of the magnet roller main body is 90% by weight, and the resin binder (including lubricant, stabilizer, etc.) is 10%. By using a resin binder whose hardness at the time of curing is harder than that of the resin at the outer periphery of the main body, the content of the ferromagnetic powder in the central portion in the radial direction of the magnet roller is 90% by weight The bending strength at the radial center of the magnet roller can be improved. Furthermore, in order to improve the strength of the central portion in the radial direction of the magnet roller, the content of ferromagnetic powder in the central portion in the radial direction of the magnet roller may be reduced, or carbon fiber, glass fiber, whisker, or the like may be added. .
また、このマグネットローラの成形方法は、前述と同様の方法で、図1に示すような成形装置を用いて、まず、マグネットローラの径方向中心部分を形成し、その後、マグネットローラの径方向本体外周部を形成し、図6に示すような軸一体型マグネットローラを形成する。 In addition, the magnet roller is formed in the same manner as described above by first forming the radial center portion of the magnet roller using a molding apparatus as shown in FIG. An outer peripheral part is formed, and a shaft-integrated magnet roller as shown in FIG. 6 is formed.
例えば、該本体外周部の樹脂バインダーとしてポリアミド樹脂を用いた場合、該径方向中心部の樹脂バインダーとしては、該ポリアミド樹脂より硬化時の硬度が硬いPPS(ポリフェニレンサルファイド)樹脂、変性ポリフェニレンエーテル(PPE)樹脂、ポリエーテルイミド(PEI)樹脂、ポリエーテルサルホン(PES)樹脂、等を単独あるいは2種類以上を混合して用いることができる。 For example, when a polyamide resin is used as the resin binder in the outer peripheral portion of the main body, the resin binder in the central portion in the radial direction may be a PPS (polyphenylene sulfide) resin, a modified polyphenylene ether (PPE) having a higher hardness when cured than the polyamide resin. ) Resin, polyetherimide (PEI) resin, polyethersulfone (PES) resin, etc. can be used alone or in admixture of two or more.
特に、該径方向中心部の硬度の高い樹脂を用いる場合、該径方向中心部と該本体外周部との熱膨張係数の差により、反りが発生する場合があるため、該反りを防止するために、該本体外周部の樹脂としては、硬化時の硬度が低いEEA樹脂、EVA樹脂、PVC樹脂、等が好ましい。 In particular, when using a resin having a high hardness in the radial center portion, warpage may occur due to a difference in thermal expansion coefficient between the radial center portion and the outer peripheral portion of the main body, in order to prevent the warpage. Moreover, as the resin of the outer peripheral portion of the main body, an EEA resin, EVA resin, PVC resin, or the like having a low hardness at the time of curing is preferable.
本発明の軸部一体型マグネットロールを用いることにより、軸部を含むマグネットローラの径方向中心部の強度が向上し、抗折強度が良好となるため、上記の耐久性も向上し、MFP(マルチファンクションプリンター)等にも低コストで使用できる。 By using the shaft-unit-integrated magnet roll of the present invention, the strength of the central portion in the radial direction of the magnet roller including the shaft portion is improved and the bending strength is improved. Multifunction printers) can also be used at low cost.
以下に本発明を実施例および比較例に基づき具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described based on Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited thereto.
なお、本発明に用いた特性値の測定方法は、以下のとおりである。 In addition, the measuring method of the characteristic value used for this invention is as follows.
(抗折強度)
得られたマグネットローラを図7のように固定し、SHIMADZU社製のオートグラフAGS−Hを用いて、該軸部を加圧する治具(ヘッド)の先端はR8(SUS303製)で、ヘッドスピード(加圧治具降下スピード)は50mm/minで、軸部および本体部の抗折強度を測定した。
(Folding strength)
The obtained magnet roller is fixed as shown in FIG. 7, and the tip of a jig (head) that presses the shaft portion is R8 (manufactured by SUS303) using an autograph AGS-H manufactured by SHIMADZU. (Pressure jig lowering speed) was 50 mm / min, and the bending strength of the shaft part and the main body part was measured.
(主極の磁束密度ピーク値、主極軸方向磁束密度バラツキおよびリップル値)
得られたマグネットローラを、マグネットローラの両端軸部を支持し、マグネットローラの中心からラジアル方向に8mm離し、かつマグネットローラ軸方向の中心にガウスメータ用プローブ(Bell社製磁束密度センサー)先端を設置し、マグネットローラを回転させ、該マグネットローラの周方向の磁束密度を測定し、主極の磁束密度ピーク位置を検知し、その位置にて主極の軸方向磁束密度を測定し、マグネットローラ本体部の軸方向両端10mmを除く領域において、最大磁束密度と最小磁束密度の差を軸方向磁束密度バラツキとし、局所的な磁束密度変化率(mT/mm:リップル)を測定した。なお、リップル値は(局所的な磁束密度変化量mT)/(軸方向距離mm)である。
(Main pole magnetic flux density peak value, main pole axial direction magnetic flux density variation and ripple value)
The obtained magnet roller is supported at both ends of the magnet roller by 8 mm in the radial direction from the center of the magnet roller, and the tip of a Gauss meter probe (Bell magnetic flux density sensor) is installed at the center of the magnet roller axis. The magnet roller is rotated, the magnetic flux density in the circumferential direction of the magnet roller is measured, the magnetic flux density peak position of the main pole is detected, the axial magnetic flux density of the main pole is measured at that position, and the magnet roller body In the region excluding 10 mm in both axial directions, the difference between the maximum magnetic flux density and the minimum magnetic flux density was taken as the axial magnetic flux density variation, and the local magnetic flux density change rate (mT / mm: ripple) was measured. The ripple value is (local magnetic flux density variation mT) / (axial distance mm).
(実施例1)
図2のマグネットローラ用材料として、樹脂バインダーにナイロン6樹脂(ユニチカ製A1015P)を10重量%(滑剤、安定剤を含む)、強磁性体粉末に異方性ストロンチウムフェライト(SrO・6Fe2O3)粉末(日本弁柄工業製NF−350)を90重量%とし、これらを混合して溶融混練し、ペレット状に成形する。図1の(a)のようにキャビティ容積が最小の状態で、図1のようにゲート口から上記ペレットを溶融状態にして注入し、該溶融樹脂磁石材料の注入とともにスライド金型A(1)を後退させてキャビティ容積を増大させ、240K・A/m〜2400K・A/mの磁場を印加(5箇所)しながら配向着磁して、該スライド金型A(1)を所定の位置まで後退させ、軸部を含むマグネットローラの径方向中心部を成形した。次に、上記とは別のゲート口から上記ペレットを溶融状態にして注入し、該溶融樹脂磁石材料の注入とともにスライド金型B(2)を後退させてキャビティ容積を増大させ、240K・A/m〜2400K・A/mの磁場を印加(5箇所)しながら配向着磁して、該スライド金型B(2)を所定の位置まで後退させ、マグネットローラの本体外周部を成形し、図2のようなマグネットローラを得た。
Example 1
As a magnet roller material of Figure 2,
得られたマグネットローラの本体外周部の外径をφ13.6mm、両端軸部の外径をφ5mmとし、マグネットローラ本体部の軸方向長さを320mm、両端軸部を含むマグネットローラの軸方向長さを355mmとした。 The outer diameter of the outer peripheral part of the obtained magnet roller is φ13.6 mm, the outer diameter of both end shafts is φ5 mm, the axial length of the magnet roller main body is 320 mm, and the axial length of the magnet roller including both end shafts The thickness was 355 mm.
上記測定方法にて、得られたマグネットローラの軸部(径方向中心部)および本体部(本体外周部)の抗折強度、ならびに主極の磁束密度ピーク値、主極軸方向磁束密度バラツキおよびリップルを測定した。測定結果を表1に示す。 With the measurement method described above, the bending strength of the shaft portion (radial center portion) and the main body portion (outer peripheral portion of the magnet roller) obtained, and the main pole magnetic flux density peak value, main pole axial magnetic flux density variation, and Ripple was measured. The measurement results are shown in Table 1.
ここで、軸部(径方向中心部)の抗折強度は100N以上、本体部(本体外周部)の抗折強度は500N以上が好ましい。また、主極磁束密度ピーク値は80mT以上が好ましい。また、軸方向磁束密度バラツキは6mT以下が好ましく、軸方向の局所的な磁束密度低下率(リップル)は0.5mT/mm以下が好ましい。 Here, the bending strength of the shaft portion (radial center portion) is preferably 100 N or more, and the bending strength of the main body portion (main body outer peripheral portion) is preferably 500 N or more. The main pole magnetic flux density peak value is preferably 80 mT or more. Moreover, the axial magnetic flux density variation is preferably 6 mT or less, and the local magnetic flux density reduction rate (ripple) in the axial direction is preferably 0.5 mT / mm or less.
軸部を含むマグネットローラの径方向中心部の成形時に磁場を印加しない以外はすべて実施例1と同様に行った。測定結果を表1に示す。
The same procedure as in Example 1 was performed except that no magnetic field was applied during molding of the radial center portion of the magnet roller including the shaft portion. The measurement results are shown in Table 1.
(実施例3)
スライド金型B(2)の所望の位置に励磁源として永久磁石を埋設する以外はすべて実施例1と同様に行った。測定結果を表1に示す。
(Example 3)
The same procedure as in Example 1 was performed except that a permanent magnet was embedded as an excitation source at a desired position of the slide mold B (2). The measurement results are shown in Table 1.
(実施例4)
図8のマグネットローラ用の軸部材料として、樹脂バインダーにナイロン6樹脂(ユニチカ製A1015P)を15重量%(滑剤、安定剤を含む)、強磁性粉末に異方性ストロンチウムフェライト(SrO・6Fe2O3)粉末(日本弁柄工業製NF−350)を85重量%とする以外はすべて実施例1と同様に行った。測定結果を表1に示す。
Example 4
As a shaft material for the magnet roller of FIG. 8, 15 wt% of
(実施例5)
軸部を含むマグネットローラの径方向中心部の樹脂バインダーとして、PPS樹脂(東レ製A900)を用いる以外はすべて実施例1と同様に行った。測定結果を表1に示す。
(Example 5)
The same procedure as in Example 1 was performed except that PPS resin (A900 manufactured by Toray Industries, Inc.) was used as the resin binder at the radial center of the magnet roller including the shaft. The measurement results are shown in Table 1.
(実施例6)
軸部を含むマグネットローラの径方向中心部の樹脂バインダーとして、PPS樹脂(東レ製A503F1:ガラス繊維入り)を用いる以外はすべて実施例1と同様に行った。測定結果を表1に示す。
(Example 6)
The same procedure as in Example 1 was performed except that PPS resin (Toray A503F1: with glass fiber) was used as the resin binder at the radial center of the magnet roller including the shaft. The measurement results are shown in Table 1.
(比較例1)
図3に示すように、スライド金型C(11)をキャビティ容積が増大する方向に移動させながら、溶融状態の樹脂磁石材料を注入し、所定の位置でスライド金型C(11)の移動を停止し、マグネットローラの軸部(径方向中心部)および本体部(本体外周部)を形成する以外はすべて実施例1と同様に行った。測定結果を表1に示す。
(Comparative Example 1)
As shown in FIG. 3, while the slide mold C (11) is moved in the direction of increasing the cavity volume, the molten resin magnet material is injected, and the slide mold C (11) is moved at a predetermined position. All operations were performed in the same manner as in Example 1, except that the shaft portion (radially central portion) and the main body portion (main body outer peripheral portion) of the magnet roller were formed. The measurement results are shown in Table 1.
(比較例2)
樹脂バインダーにナイロン6樹脂(ユニチカ製A1015P)を15重量%(滑剤、安定剤を含む)、強磁性粉末に異方性ストロンチウムフェライト(SrO・6Fe2O3)粉末(日本弁柄工業製NF−350)を85重量%とする以外はすべて比較例1と同様に行った。測定結果を表1に示す。
(Comparative Example 2)
15% by weight of
(比較例3)
樹脂バインダーにPPS樹脂(東レ製A900)を10重量%(滑剤、安定剤を含む)、強磁性粉末に異方性ストロンチウムフェライト(SrO・6Fe2O3)粉末(日本弁柄工業製NF−350)を90重量%とする以外はすべて比較例1と同様に行った。測定結果を表1に示す。
(Comparative Example 3)
10% by weight of PPS resin (A900 manufactured by Toray Industries, Inc.) as the resin binder (including lubricant and stabilizer), anisotropic strontium ferrite (SrO.6Fe 2 O 3 ) powder as the ferromagnetic powder (NF-350 manufactured by Nippon Valve Corporation) ) Was performed in the same manner as Comparative Example 1 except that the content was 90% by weight. The measurement results are shown in Table 1.
実施例1〜6と比較例1〜3の軸部(径方向中心部)の抗折強度を比較すると、実施例は比較例に比べ軸部抗折強度が向上することがわかる。 Comparing the bending strengths of the shaft portions (radially central portions) of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 3, it can be seen that the shaft portion bending strength is improved in comparison with the comparative example.
また、実施例1〜3と比較例1の本体部(本体外周部)の抗折強度を比較すると、実施例1〜3は軸部(径方向中心部)の抗折強度が向上したため、本体部(本体外周部)の抗折強度も向上していることがわかり、また、磁気特性においては、マグネットローラの径方向中心部のボイドが減り、主極軸方向磁束密度リップルやバラツキが向上していることがわかる。 Moreover, when the bending strength of the main body part (main body outer peripheral part) of Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 was compared, the bending strength of the shaft part (radial center) was improved in Examples 1 to 3, so that the main body It can be seen that the bending strength of the part (outer peripheral part of the main body) is also improved, and in the magnetic characteristics, the void in the central part in the radial direction of the magnet roller is reduced, and the magnetic pole axial direction magnetic flux density ripple and variation are improved. You can see that
更に、実施例4〜6から、軸部(径方向中心部)の強磁性粉末体の含有量を低下させたり、樹脂バインダーを変更することにより、軸部(径方向中心部)および本体部(本体外周部)の抗折強度が向上していることがわかる。 Furthermore, from Examples 4 to 6, by reducing the content of the ferromagnetic powder body in the shaft portion (radially central portion) or changing the resin binder, the shaft portion (radially central portion) and the main body portion ( It can be seen that the bending strength of the outer periphery of the main body is improved.
比較例2、3のように、マグネットローラ全体の強磁性粉末体の含有率を低下させると、軸部(径方向中心部)および本体部(本体外周部)の抗折強度は向上するが、磁気特性(主極磁束密度ピーク値や主極軸方向磁束密度バラツキ)が低下することがわかる。 As in Comparative Examples 2 and 3, when the content of the ferromagnetic powder body in the entire magnet roller is decreased, the bending strength of the shaft portion (radial center portion) and the main body portion (main body outer peripheral portion) is improved. It can be seen that the magnetic characteristics (main pole magnetic flux density peak value and main pole axial direction magnetic flux density variation) are reduced.
1 スライド金型A
2 スライド金型B
3 ゲート口
4 成形空間(軸部)
5 成形空間(本体部)
6 励磁源
7 固定側金型
8 移動側金型
9 マグネットローラ本体外周部(本体部)
10 マグネットローラ中心部(軸部)
11 スライド金型C
12 励磁源(永久磁石)
13 マグネットローラ中心部(軸部)
14 マグネットローラ中心部(軸部)
15 ヘッド(加圧治具)
16 マグネットローラ固定治具
17 抗折強度測定装置ベース台
1 Slide mold A
2 Slide mold B
3 Gate port 4 Molding space (shaft)
5 Molding space (main part)
6
10 Magnet roller center (shaft)
11 Slide mold C
12 Excitation source (permanent magnet)
13 Magnet roller center (shaft)
14 Magnet roller center (shaft)
15 head (pressure jig)
16 Magnet
Claims (6)
マグネットローラの本体外周部≧マグネットローラの径方向中心部、
となる関係を満足させたことを特徴とするマグネットローラ。 In a magnet roller obtained by molding a mixture containing at least a ferromagnetic powder and a resin binder, the content of the ferromagnetic powder is
Magnet roller main body outer periphery ≧ magnet roller radial center,
A magnet roller characterized by satisfying the following relationship.
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