JPH0582374A - 永久磁石部材の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 磁場中押出成形手段により、外周面に軸方向
において周期的磁束密度分布を形成する磁極を設けてな
る永久磁石部材を製造する方法を提供する。 【構成】 外周面に軸方向において周期的磁束密度分布
を形成する磁極を設けてなる永久磁石部材の製造方法に
おいて、磁性粒子と結合材料を主成分とする混合物を磁
場中押出成形手段を介して押出成形すると共に、磁場形
成手段２０を混合物の押出速度と協動する速度で成形用
空間１６の回りに移動させることにより移動磁界を印加
し、混合物中の磁性粒子の磁化容易軸が前記移動磁界の
方向に磁気的に配向するように成形する。また磁場形成
手段２０を成形用空間１６の回りに一方向回転させ、外
周面に螺旋状の磁極を形成する。更に磁場形成手段２０
を成形用空間１６の回りに正逆交互に回動させ、外周面
にジグザグ状の磁極を形成する。

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若しくはクリーニングロール用とし
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
ロール用若しくはクリーニングロール用として使用する
マグネットロールは、図４に示すような構造のものが多
い。図４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柱状
に一体成形し、若しくは強磁性材料とバインダーとの混
合物により円柱状に一体成形し、中心部に軸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。次に軸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と軸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２００〜３５０
ｍｍとする場合が多い。

【０００４】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
定の現像作業等を行い、若しくは感光体表面から転写後
の余剰の磁性現像剤を吸着して所定のクリーニング作業
を行うのである。

【０００５】しかしながら、上記のように軸方向に均一
な磁束密度を有するマグネットロールを使用して現像装
置を製作した場合、使用される現像剤によっては、スリ
ーブ６上に部分的に凝集することがあり、現像ムラを生
じ、画質を低下させるおそれがある。このような問題点
を解決するために、スリーブ６上の磁束成分に、軸方向
成分を含ませることにより、前記現像剤の凝集を防止す
るという手段がある。この場合、永久磁石部材１に設け
る磁極を螺旋状に形成することが有効である（例えば実
開昭５０−８４０３７５号、特開昭５５−２８０３６号
公報参照）。

【０００６】一方近年においては、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、磁場中で押出成形する手段が採用されてお
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６３−１８２８０
３号公報参照）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うに永久磁石部材１の外周面に螺旋状の磁極を形成する
には、成形後において螺旋状の着磁磁極を設けた着磁ヨ
ークによる他はないのが通常である。従って同一数の磁
極を有するものであっても、螺旋のピッチ若しくはねじ
れ角の異なるものを製作する場合には、着磁ヨークを別
個に準備する必要があると共に、ねじれ角の大なるも
の、すなわちピッチが小である場合には、着磁ヨークに
おける巻線ができず、製作が不可能であるという問題点
がある。

【０００８】また上記螺旋状の磁極を有する永久磁石部
材１を、所謂異方性磁石として成形時において、磁性粒
子の磁化容易軸を螺旋状磁界の方向に磁気的に配向させ
ることが困難であり、特に前記磁場中押出成形手段によ
る場合には、殆ど不可能である。従って螺旋状磁極を有
する永久磁石部材の場合は殆ど等方性磁石によらざるを
得ず、形成される磁極の磁力が弱く、現像剤に対するス
リーブ６の軸方向の作用力が小さいという問題点も併存
する。

【０００９】本発明は上記従来技術に存在する問題点を
解決し、磁場中押出成形手段により、外周面に軸方向に
おいて周期的磁束密度分布を形成する磁極を設けてなる
永久磁石部材を製造する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、外周面に軸方向において周期的
磁束密度分布を形成する磁極を設けてなる永久磁石部材
の製造方法において、磁性粒子と結合材料を主成分とす
る混合物を磁場中押出成形手段を介して押出成形すると
共に、磁場形成手段を混合物の押出速度と協動する速度
で成形用空間の回りに移動させることにより移動磁界を
印加し、混合物中の磁性粒子の磁化容易軸が前記移動磁
界の方向に磁気的に配向するように成形する、という技
術的手段を採用した。

【００１１】本発明において、磁場形成手段を成形用空
間の回りに一方向回転させ、外周面に螺旋状の磁極を形
成してもよく、または磁場形成手段を成形用空間の回り
に正逆交互に回動させ、外周面にジグザグ状の磁極を形
成してもよい。

【００１２】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。

【００１３】次に永久磁石部材を形成するためには、上
記磁性粒子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。

【００１４】なお結合材料としては、ポリアミド樹脂
（ナイロン）、ポリエチレン、エチレン−エチルアクリ
レート共重合体、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリア
セタール（デルリン）、ポリ塩化ビニール、ＡＢＳ樹
脂、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂を使用することが
できる。

【００１５】

【作用】上記の構成により、永久磁石部材の外周面に所
謂異方性を有する螺旋状若しくはジグザグ状の磁極を形
成することができる。なおこれらの磁極のねじれ角若し
くはピッチを変えるには、混合物の押出速度と磁場形成
手段の回転速度若しくは回動速度との比を変えればよ
い。

【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である。図１において１
１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はダイ、１４はマンドレルであり、
リング状の成形用空間１６を有する押出成形用金型１５
を形成し、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１６内に配向磁界を形成する。なお磁
界配向コイル１８とヨーク１７とによって形成される磁
場形成手段２０は、適宜の駆動手段（図示せず）を介し
て、成形用空間１６の回りに回転可能に形成すると共
に、磁界配向コイル１８は直流電源（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重量部とエチレン−エチルアクリレート共重
合体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１５
から押し出して、中空円筒状かつ長尺の素材１９を得る
のである。この場合、磁場形成手段２０を素材１９の押
出速度と協動する回転速度で回転させる。これにより素
材１９の表面には、螺旋状の配向磁界が形成されるか
ら、素材１９を構成する磁性粒子の磁化容易軸が、前記
配向磁界の方向に磁気的に配向され、所謂異方性が付与
されるのである。得られた素材１９は冷却後所定の長さ
に切断され、異方性を付与された方向に着磁後、図４に
示す永久磁石部材１に形成される。

【００１８】図２は図１に示す磁場中押出成形装置によ
って成形された永久磁石部材を示す要部展開図である。
図２においてＮ，Ｓは磁気的配向部位を示し、着磁後
Ｎ，Ｓ磁極を形成する。この場合は円周方向に４極を配
設した例を示しており、Ｐはピッチ、θはねじれ角を示
す。このような螺旋状の磁気的配向部位若しくは磁極を
形成するには、前記図１における素材１９の押出速度ｖ
（ｍｍ／分）と、磁場形成手段２０の回転速度ｎ（ｒ．
ｐ．ｍ）とは、次のような関係に保持すればよい。但
し、Ｄは素材１９の外径（ｍｍ）、Ｐは前記ピッチ（ｍ
ｍ）である。すなわちｎ＝（ｖ／πＤ）・ｔａｎθ、ま
たはｎ＝ｖ／Ｐとすればよい。従って磁極数が同一であ
れば、ねじれ角θ、若しくはピッチＰが変化しても、回
転速度ｎを変更するのみで、同一の磁場形成手段２０に
よって対応できるのである。

【００１９】図３は他の永久磁石部材の例を示す要部展
開図であり、前記図２と同一符号を使用している。この
場合は磁気的配向部位若しくは磁極Ｎ，Ｓはジグザグ状
に形成されている。このような磁化パターンを形成する
には、前記図１に示す磁場形成手段２０を、素材１９の
押出速度ｖと協動させて正逆交互に回動させればよい。
そしてその回動角度および回動速度は、図３に示す磁化
パターンの振幅Ｆ、およびねじれ角θとを勘案して適宜
選定すればよい。

【００２０】本実施例においては、永久磁石部材に円周
方向等間隔の４極の磁化パターンを形成する例について
記述したが、不等間隔としてもよく、また極数は適宜選
択できる。また磁化パターンとしては、雁木形、Ｚ字
形、鋸歯形のような形状を選定してもよい。

【００２１】

【発明の効果】本発明は以上記述するような構成および
作用であるから、所謂プラスチック磁石材料により、外
周面に軸方向において周期的磁束密度分布を形成する磁
極を設けてなる永久磁石部材を、磁場中押出成形手段に
より、容易かつ効率的に異方性を付与された状態で製造
することができ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に示す磁場中押出成形装置によって成形さ
れた永久磁石部材を示す要部展開図である。

【図３】他の永久磁石部材の例を示す要部展開図であ
る。

【図４】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】

１６ 成形用空間 ２０ 磁場形成手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周面に軸方向において周期的磁束密度
   分布を形成する磁極を設けてなる永久磁石部材の製造方
   法において、磁性粒子と結合材料を主成分とする混合物
   を磁場中押出成形手段を介して押出成形すると共に、磁
   場形成手段を混合物の押出速度と協動する速度で成形用
   空間の回りに移動させることにより移動磁界を印加し、
   混合物中の磁性粒子の磁化容易軸が前記移動磁界の方向
   に磁気的に配向するように成形したことを特徴とする永
   久磁石部材の製造方法。
2. 【請求項２】 磁場形成手段を成形用空間の回りに一方
   向回転させ、外周面に螺旋状の磁極を形成することを特
   徴とする請求項１記載の永久磁石部材の製造方法。
3. 【請求項３】 磁場形成手段を成形用空間の回りに正逆
   交互に回動させ、外周面にジグザグ状の磁極を形成する
   ことを特徴とする請求項１記載の永久磁石部材の製造方
   法。