JPH0259994B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電子写真複写機、フアクシミリ、プリ
ンター等の画像再生装置に使用される異方性マグ
ネツトロールに関する。

この種の画像再生装置においては、磁性現像剤
（磁性キヤリアとトナーとの混合粉体である二成
分現像剤、あるいは一成分系の磁性トナー等）を
使用して磁気ブラシ法等により静電潜像を現像す
るために非磁性スリーブの内部にマグネツトロー
ルを設けた磁石ロールが使用されている。またこ
の磁石ロールは転写後の画像担体表面に残留する
磁性現像剤を除去するためのクリーニングロール
としても使用されている。

上記のマグネツトロールにも種々の構造のもの
が知られており、例えば実公昭57−9798号公報に
記載されているようなフエライト粉末を磁場中成
形後焼結して得られる長尺の異方性ブロツク磁石
を軸の周囲に固定したものや、ハードフエライト
からなる円筒状永久磁石を軸の周囲に固定したも
の（例えば特公昭55−6907号公報、特公昭53−
47043号公報等参照）などが挙げられる。しかる
に前者の場合には組立工数が大となることおよび
低温減磁が生じるなどの問題があり、後者の場合
は磁極間部分にも磁石材料が使用されかつ焼結体
の密度も約５ｇ／cm³と大きいため重量が大となる
という問題がある。またフエライト磁石は、一般
に材料自体が脆弱であることから焼結時あるいは
焼結後クラツク割れが発生し易く、鋳造磁石と比
較して歩留が悪いという問題がある。

これに対して、主として軽量化のために強磁性
粉末（一般にはフエライト粉末）と高分子化合物
（一般にはゴム又はプラスチツク材料）を主体と
する混合物を押出成形あるいは射出成形等の手法
により円筒状に一体に成形し、ついで冷却固化後
着磁したいわゆる樹脂磁石を用いたマグネツトロ
ールが提案され、実用化されつつある。なお生産
能率及び寸法精度の点からは射出成形が有利であ
り、射出成形の場合は軸を一体インサート成形す
ることも知られている。このマグネツトロールを
製造する場合、樹脂磁石は焼結磁石よりも磁粉の
充填密度が低いのでフエライト磁石と同等の磁気
特性を得るためには成形時あるいは成形後に強磁
性粉末の磁化容易軸を着磁後のマグネツトロール
の内部の磁力線の方向に揃える、いわゆる異方性
化の工程が必要なことはよく知られている。（例
えば特開昭51−62396号公報参照）。

上記の異方性マグネツトロールを製造する方法
も種々提案されているが、例えば第１図に示すよ
うな、磁性体からなるヨーク１と非磁性体からな
るスペーサ２をコア４を有する成形空間５を取り
囲んで交互に組み合せ、外周に複数個の磁化コイ
ル３を設置した金型を用いる（例えば特開昭57−
170501号、同57−170502号の各公報参照）か、あ
るいは第２図に示すような、コア４を有する成形
空間の外周に接する如く磁性体からなるヨーク６
の内部に磁化コイル３を設置した金型を用いる方
法が一般的である。

しかしながら第１図に示す金型を用いる場合
は、成形空間内に所定の強さの磁界を発生させる
ために、大電圧低電流型の電源を用いると共に、
磁化コイルの巻数を多くして起磁力を高めること
が行われるが、次のような欠点がある。すなわち
コイル収容スペースを広くする必要があるので設
備が大型化してしまう。又金型の外側からヨーク
により磁化コイルで励起された磁界を成形空間内
に有効に収束させるために磁路長を大とせざるを
得ず、よつて起磁力のかなりの部分が漏洩磁束と
して消費されてしまう。

一方、第２図に示す金型を用いる場合は、特公
昭58−8571号公報に記載されているように、低電
圧大電流型あるいはコンデンサー型電源を用い
て、コイルの巻数を少なくして大電流を流して所
定の起磁力を得ているが、次のような欠点があ
る。すなわち磁化コイル自体は比較的小型化が可
能であり、かつ磁化コイルが金型内にあるため磁
路を短くして磁束の漏洩を防止することも可能で
あるが、コイルに数千アンペアの大電流を流すと
ジユール熱による著しい発熱を生じるので大がか
りな冷却機構が必要となる。しかも磁気特性の点
からは、配向を高めるために金型を保温して成形
体の固化に要する時間を長くする必要がある。従
つてこの場合は、磁気特性をある程度無視して磁
化コイルを十分に冷却するかあるいはサイクル時
間を長くして成形能率をある程度無視せざるを得
ない。

本発明の目的は、上述の従来技術の欠点を解消
し、比較的簡単な設備で所定の磁気特性を有する
マグネツトロールが得られる異方性マグネツトロ
ールの製造方法を提供することである。

本発明の異方性マグネツトロールの製造方法は
強磁性粉末と高分子化合物とを主体とする混合物
を磁場の存在化・円筒状の成形空間を有し、かつ
磁性体からなる金型内で射出又は押出成形し、得
られた円筒状成形体の外周面に異方性方向と同方
向に多極着磁を施してなる異方性マグネツトロー
ルの製造方法において、前記成形空間の周囲の前
記磁極部分に対応する位置に各々ヨークを設置
し、かつ、各ヨークの外側に永久磁石を設置する
と共に、前記各ヨーク間に前記永久磁石との間に
反撥磁気回路を形成する永久磁石をそれぞれ設置
し、かつ前記各ヨークの両端面に前記各磁極の極
性との間に反撥磁気回路を形成する永久磁石を設
置した金型を用いたことを特徴としている。

以下、本発明の詳細を図面により説明する。

第３図及び第４図は本発明に使用される金型の
一例を示す断面図及び側面図、第５図は第４図の
Ａ―Ａ断面図である。第３図において、金型は内
部にコア４を同心に設けてなる円筒形の成形空間
５の周囲に半径方向に着磁された永久磁石７₁〜
７₄と円周方向に着磁された永久磁石８₁〜８₄を
設置すると共に、これら永久磁石の外周を軟磁性
体からなるヨーク９で取り囲み、かつ永久磁石の
内側にも各々軟磁性体からなるヨーク１０₁〜１
０₄を設けている。さらに、第４図及び第５図に
示すようにヨーク１０₁〜１０₄の端面、すなわち
円筒状成形空間の軸方向の両端（図では一端のみ
示してある）に１１₁〜１１₄なる永久磁石を設け
て形成されている。

上記構成による金型の磁気回路を説明すると次
の通りである。まず永久磁石７₁〜７₄は成形空間
５内に異方性化のために必要な磁界を発生するた
めに図示の如く交互にＮ極とＳ極が成形空間５に
対向する如く設置される。

次にヨーク１０₁〜１０₄は永久磁石７₁〜７₄か
ら生ずる磁束を有効に成形空間５内に収束させる
ために設けられる。また永久磁石７₁と７₂，７₂
と７₃，７₃と７₄、および７₄と７₁との間で短絡す
る磁束を実質的に無くすために相隣る永久磁石７
_１〜７₄の成形空間５側の磁極と同極性の磁極が隣
接するように設置されている。そしてヨーク９は
磁気回路のパーミアンスを高くしかつ閉じた磁気
回路を形成するために使用される。さらに永久磁
石１１₁〜１１₄は、ヨーク１０₁〜１０₄の両端で
漏洩する磁束を実質的に無くすことにより、マグ
ネツトロールの軸方向の磁気特性の均一性を高め
るために設置されている。

上記構成によれば、永久磁石の磁束を有効に成
形空間内に収束せしめることが出来るため、従来
の如くの磁場電源や磁化コイルを用いずとも異方
性化に必要な磁界を発生することができる。この
場合、永久磁石としては、焼結フエライト磁石、
アルニコ磁石、Fe―Cr―Co磁石、希土類磁石等
が適している。

特に、強い異方性化を付与する場合には希土類
コバルト磁石が適している。

本発明においては、上記の金型を用いて例えば
次のようにして異方性マグネツトロールを得るこ
とができる。

まず原料としては、Ba―フエライトもしくは
Sr―フエライトなどのフエライト粉末、アルニ
コ磁石粉末、Fe―Cr―Co磁石粉末あるいは希土
類コバルト磁石粉末等の強磁性粉末とスチレン〜
ブタジエン共重合体、エチレン酢酸ビニル共重合
体、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド
等の熱可塑性樹脂からなる高分子化合物の混練物
を準備する。この場合強磁性粉末の配合量は磁気
特性の点からは50容積％以上とすることが好まし
い。このほか、成形性を改善するためにポリエチ
レンワツクス、金属石けん等の滑剤を適量添加し
てもよく、更に強磁性粉末と高分子化合物との濡
れ性の改善のために有機ケイ素化合物あるいは有
機チタン系化合物などの添加物を加えてもよい。

次に原料混練物を上記金型を有する射出成形機
あるいは押出成形機に投入し、磁場中で成形して
円筒状の成形体が得られる。

得られた成形体を冷却固化し、必要に応じて外
周に機械加工を施し、ついで軸を固着した後異方
性方向と同方向に着磁して例えば第６図に示すよ
うな異方性マグネツトロールが得られる。なお第
６図においては、１２は円筒磁石、１３は軸を示
している。

上記の実施例では、４極対称着磁を施したマグ
ネツトロールの製造について説明したが、磁極数
はこれに限らず奇数極あるいは６極以上の偶数極
も可能であることはもちろん、非対称の磁極配置
を有するマグネツトロールの製造に適用出来るこ
とは言うまでもない。また金型に使用する永久磁
石の形状、寸法ならびにヨーク形状等について
は、要求される磁気特性に応じて有限要素法等の
解析手法により適宜設定すればよい。

以下本発明の具体例を説明する。

平均粒径1.5μmのフエライト粒子
（SrO.5.6Fe₂O₃）85Kgにポリアミド系樹脂（ナイ
ロン12）1.5Kgを加えて、約200℃でバツチ式ニー
ダにより混練した。この混練物を第３図に示す金
型をそなえた実験用射出成形機に投入し、270℃
の温度、70Kg／cm²（ゲージ圧）の圧力下で金型内
に射出し、ついで冷却固化した。この場合、永久
磁石７₁〜７₄はBr9200G，IHCが15000Oeの希土
類コバルト磁石、８₁〜８₄及び１１₁〜１１₈は
Br7500G，IHC116000Oeのアルニコ磁石を用い
た。ついで成形体（外径30mmφ、内径10mmφ、長
さ330mm）を外径28mmφに加工しついで軸を固着
し、そして４極対称着磁を施してマグネツトロー
ルを得た。得られたマグネツトロールの円周方向
の磁束密度を測定したところ第７図に示す如く良
好な結果が得られた。また、外径31mmφの非磁性
スリーブ上での軸方向の磁束密度分布を測定した
ところ、第８図に示すように従来のコンデンサー
型電源を用いた金型により得られたマグネツトロ
ールのそれ（図中破線で示す）と比較して均一性
の良い結果が得られた。

以上に記述の如く、本発明によれば、磁場電源
ならびに磁化コイル付の金型を用いずとも高性能
マグネツトロールが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はそれぞれ従来の異方性マ
グネツトロールの製造法に使用される金型の一例
および他の例を模式的に示す概略断面図、第３図
および第４図はそれぞれ本発明に使用される金型
の一例を模式的に示す断面図および側面図、第５
図は第４図のＡ―Ａ断面図、第６図は本発明によ
り得られた異方性マグネツトロールの断面図、第
７図はマグネツトロール表面の円周方向の磁束密
度分布を示す図、第８図は従来法と本発明の方法
とで得られたマグネツトロールのスリーブ表面で
の軸方向の磁束密度分布を示す図である。 １，６，９，１０₁〜１０₄：ヨーク、２：スペ
ーサ、３：磁化コイル、４：コア、５：成形空
間、７₁〜７₄，８₁〜８₄，１１₁〜１１₈：永久磁
石。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 強磁性粉末と高分子化合物を主体とする混合
   物を磁場の存在下、円筒状の成形空間を有しかつ
   磁性体からなる金型内で射出又は押出成形し、得
   られた円筒状成形体の外周囲に異方性方向と同方
   向に多極着磁を施してなる異方性マグネツトロー
   ルの製造方法において、前記成形空間の周囲の前
   記磁極部分に対応する位置に各々ヨークを設置し
   かつ該各ヨークの外周に永久磁石を設置すると共
   に、前記各ヨーク間に前記永久磁石との間に反発
   磁気回路を形成する永久磁石を設置しかつ前記各
   ヨークの両端面に前記各磁極の極性との間に反発
   磁気回路を形成する永久磁石を設置した金型を用
   いたことを特徴とする異方性マグネツトロールの
   製造方法。