JPH05234788A - 永久磁石部材の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 製造コストの低減が可能であると共に，安定
した性能を発揮することができる永久磁石部材の製造方
法を提供する。 【構成】 外周面に軸方向に延びる複数個の磁極を設け
てなる永久磁石部材の製造方法において，磁性粒子と剛
性の大なる結合材料とを主成分とする混合物を磁場中押
出成形手段を介して外周部に軸線と平行に異方性方向に
対する基準部を有する中実円柱状の押出成形体を成形
し，この押出成形体の両端部を加工してシャフト部を形
成し，前記磁場中押出成形手段によって付与された異方
性方向と同一方向に着磁する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真や静電記録等に
おいて現像ロール用として使用されるマグネットロール
を構成する永久磁石部材の製造方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来電子写真や静電記録等において現像
ロール用として使用するマグネットロールは，図５に示
すような構造のものが多い。図５において，１は永久磁
石部材であり，例えばハードフェライトのような焼結粉
末磁石材料により円筒状に一体成形し，若しくは強磁性
材料からなる微粒子とバインダーとの混合物により円筒
状に一体成形し，中心部にシャフト２を同軸的に固着す
る。

【０００３】永久磁石部材１の外周面には軸方向に延び
る複数個の磁極（図示せず）を設ける。次にシャフト２
の両端部にはフランジ３，４を軸受５，５を介して回転
自在に装着し，フランジ３，４には中空円筒状に形成し
たスリーブ６を嵌着する。なおフランジ３，４およびス
リーブ６は，例えばアルミニウム合金若しくはステンレ
ス鋼等の非磁性材料によって形成する。７はシール部材
であり，フランジ３とシャフト２との間に嵌着する。な
お永久磁石部材１の直径は１５〜６０mm，長さは２００
〜３５０mmとする場合が多い。上記の構成により，永久
磁石部材１とスリーブ６との間の相対回転（例えば永久
磁石部材１を固定し，フランジ４を回転させる）によっ
て、スリーブ６の外周面に磁性現像剤を吸着して磁気ブ
ラシを形成し，所定の現像作業を行うのである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記マグネットロール
を構成する永久磁石部材１を成形する手段として，磁性
粒子と結合材料とを主成分とする混合物を，磁場中押出
成形する手段が使用されており，寸法精度が高く，複雑
な形状のものができ，生産時のエネルギー消費が少ない
等の長所を持っている（例えば特公昭６０−３５８０６
号，特開昭６３−１８２８０３号公報参照）。

【０００５】しかしながら上記磁場中押出成形手段によ
って成形された永久磁石部材１は，長尺状の中空円筒状
の押出成形体を所定寸法の長さに切断して使用できると
いう利点を有するものの，中心部にシャフト２を嵌着す
る工程を必要とする。この場合にはシャフト２を圧入し
て固定する手段も使用されるが，固着状態を確実にする
ために，接着剤を塗布する手段が一般に使用される。こ
のような接着剤を使用する固着手段を使用した場合に
は，シャフト２の圧入若しくは挿入により接着剤の一部
がはみ出すため，清掃するための余剰の作業が必要であ
ることと，接着剤が固化するための時間を要する。

【０００６】一方近年の電子写真や静電記録等において
使用される現像装置は小型化，低コスト化に対する要求
が次第に厳しくなってきており，マグネットロールに対
する低コスト化の要求も更に厳しいものがある。従って
上記のような従来の永久磁石部材の製造方法によって
は，低コスト化の要求を満足することができないという
問題点がある。

【０００７】また永久磁石部材１の成形時において，シ
ャフト２を一体に固着する手段として磁場中射出成形手
段がある。しかしながら永久磁石部材１の軸方向長さ寸
法の大なる場合には適用できないという不都合があると
共に，内外径寸法が同一であっても，軸方向長さ寸法が
異なる場合には，成形用金型を別個に準備しなければな
らず，製造コストを増大させる原因となるという問題点
がある。

【０００８】更に前記押出成形手段も含めて，磁場中成
形手段によって混合物中の磁性粒子の磁化容易軸を印加
磁場の方向に磁気的に配向させる所謂異方性を付与させ
た成形体は，加工完了後異方性方向と同一方向に着磁さ
れて永久磁石部材となるのであるが，着磁方向を異方性
方向に合致させる必要がある。このため成形体に基準マ
ークを付与する。しかしながらこの基準マークは一般に
塗料によって付与されることが多く，成形後の加工工
程，組立工程等において消失することがあり，着磁方向
と異方性方向とが一致しないという結果，所定の性能を
発揮することができないという問題点がある。

【０００９】本発明は上記従来技術に存在する問題点を
解決し，製造コストの低減が可能であると共に，安定し
た性能を発揮することができる永久磁石部材の製造方法
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】上記目的を達成するため
に，本発明においては，外周面に軸方向に延びる複数個
の磁極を設けてなる永久磁石部材の製造方法において，
磁性粒子と剛性の大なる結合材料とを主成分とする混合
物を磁場中押出成形手段を介して外周部に軸線と平行に
異方性方向に対する基準部を有する中実円柱状の押出成
形体を成形し，この押出成形体の両端部を加工してシャ
フト部を形成し，前記磁場中押出成形手段によって付与
された異方性方向と同一方向に着磁する，という技術的
手段を採用した。

【００１１】本発明において使用される磁性粒子を構成
する材料としては，バリウムフェライトおよび／または
ストロンチウムフェライト，またはＲ−Ｃｏ系若しくは
Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系のような希土類系の強磁性材料を使用す
ることができ，磁気特性，成形性，生産性の点から，平
均粒径を 0.5〜３μm とすることが好ましい。また結合
材料との濡れ性を改善するために，有機ケイ素化合物
（シランカップリング剤），有機チタネート化合物（チ
タンカップリング剤）等の有機化合物で被覆してもよ
い。

【００１２】次に永久磁石部材を形成するためには，上
記磁性材料と結合材料とを混合させる必要があり，この
場合所定の磁気特性を確保するために，磁性粒子の含有
量を８０重量％以上とするのが好ましい。しかし磁性粒
子の含有量が９５重量％を超えると，結合材料の量が不
足して強度が低下すると共に，永久磁石部材の成形が困
難となるので好ましくない。

【００１３】なお剛性の大なる結合材料としては，曲げ
弾性率（ＡＳＴＭ Ｄ−７９０に準じて測定，但し乾燥
時の値）１００kgf/mm² 以上（好ましくは１５０kgf/mm
² 以上）の熱可塑性樹脂，例えばナイロン６，ナイロン
６６，ナイロン１２等のポリアミド樹脂を使用すること
ができる。

【００１４】なお基準部２１を設ける位置は，所望の磁
力分布に影響を及ぼさない限りにおいて，永久磁石部材
２０の外周部の何れの位置でもよい。従って積極的に主
磁極上に図４（ａ）若しくは（ｂ）に示すような溝を設
け，複数個の磁極ピーク値を有する永久磁石部材２０の
作製も可能である。

【００１５】

【作用】上記の構成により，磁性粒子と結合材料とを主
成分とする混合物が成形用空間を通過する際に，磁場の
作用により磁性粒子の磁化容易軸が磁場の方向に磁気的
に配向されて異方性が付与される。また結合材料として
剛性の大なるものを使用するため，加工によって形成さ
れたシャフト部においても印加される駆動トルクに充分
に対抗できるのである。なお磁極間に形成される基準部
は，押出成形時において同時に形成されると共に，この
ような基準部を設けたことによっても，表面磁束密度の
値は全く影響を受けないのみか，着磁工程における着磁
方向を前記異方性方向と正確に合致させるべき基準とな
り得るため，永久磁石部材の磁気特性を安定させ得るの
である。

【００１６】

【実施例】図１は本発明の実施例における磁場中押出成
形装置の例を示す要部縦断面図，図２は図１における一
部断面左側面図である。図１および図２において１１は
押出シリンダであり，適宜の加熱手段（図示せず）を介
装させると共に，スクリュー１２を同軸的に内蔵させて
ある。次に１３は押出成形用金型であり，横断面円形の
成形用空間１４内に突出する入子１５を設けると共に，
押出シリンダ１１の吐出口に一体に固着する。１７はヨ
ークであり，磁界配向コイル１８を介装させて，成形用
空間１４内に配向磁界を形成する。なお磁界配向コイル
１８は電流制御手段を介して直流電源（何れも図示せ
ず）と電気的に接続する。

【００１７】次にストロンチウムフェライトからなる磁
性粒子９０重量部とポリアミド樹脂（例えばＵＢＥ ナ
イロン１２）１０重量部とを２００〜３００℃で加熱混
練した後，例えば２軸混練型押出成形機のホッパーに投
入し，混練スクリューにより混練圧縮し，シュレッダを
経て切断した混合材料を真空室において脱気する。この
混合材料を図１に示す押出シリンダ１１およびスクリュ
ー１２により，２００〜３００℃の温度で押出成形用金
型１３から押出して，中実円柱状かつ長尺の素材１９を
得るのである。得られた素材１９は冷却後所定の長さに
切断され，両端部を加工してシャフト部を加工する。

【００１８】図３は上記のようにして形成された永久磁
石部材を示す説明図である。図３において永久磁石部材
２０の側面には凹溝状の基準部２１が設けられ，両端部
には加工によって形成されたシャフト部２２を有する。

【００１９】図４は永久磁石部材に設けられる基準部の
形状の例を示す端面図であり，同一部分は前記図３と同
一の参照符号で示す。図４において基準部２１は（ａ）
においては凹溝状に，（ｂ）においてはＶ溝状に，
（ｃ）においては平面状に形成した例を示し，磁極間に
軸線と平行に設ける。このように構成することにより，
着磁工程においては，着磁ヨークに設けた位置決め部材
（図示せず）に基準部２１を合致させることにより，磁
場中押出成形時において付与された異方性方向と着磁方
向とを正確に合致させ得るのである。なお上記のような
基準部２１は，磁極間に設けられているため，着磁後の
表面磁束密度の値には全く影響を与えない。

【００２０】本実施例においては，永久磁石部材の横断
面形状が円形であり，かつ円周方向に等間隔の４極の磁
極を形成する例について記述したが，上記横断面形状を
円形に近似する幾何学的形状としてもよく，また磁極を
不等間隔としてもよく，更に極数は適宜に選択できる。
また成形用空間に印加する直流磁場を電磁石によって形
成したが，永久磁石によって形成してもよい。

【００２１】

【発明の効果】本発明は以上記述のような構成および作
用であるから，従来のように煩雑な接着，組立作業が不
要であり，製造コストを低減させることができる。また
押出成形時において基準部を同時に形成できるため，異
方性方向と着磁方向とを正確に合致させることができ，
安定した性能を発揮させ得るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における磁場中押出成形装置の
例を示す要部縦断面図である。

【図２】図１における一部断面左側面図である。

【図３】本発明の実施例における永久磁石部材を示す説
明図である。

【図４】永久磁石部材に設けられる基準部の形状の例を
示す端面図である。

【図５】本発明の対象である永久磁石部材を構成要素と
するマグネットロールの例を示す一部省略縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１３ 押出成形用金型 １５ 入子 ２１ 基準部 ２２ シャフト部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周面に軸方向に延びる複数個の磁極を
   設けてなる永久磁石部材の製造方法において，磁性粒子
   と剛性の大なる結合材料とを主成分とする混合物を磁場
   中押出成形手段を介して外周部に軸線と平行に異方性方
   向に対する基準部を有する中実円柱状の押出成形体を成
   形し，この押出成形体の両端部を加工してシャフト部を
   形成し，前記磁場中押出成形手段によって付与された異
   方性方向と同一方向に着磁することを特徴とする永久磁
   石部材の製造方法。