JPH06168836A - 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
てなり、かつ中心部にシャフトを固着してなる永久磁石
部材を製造する方法において、磁性粒子と結合材料を主
成分とする混合物を、横断面外形寸法をシャフトの横断
面外形寸法より大に形成した芯金を備えた押出金型を有
する磁場中押出成形手段を介して中空筒状の成形体を押
出成形し、この成形体の加熱状態においてシャフトを挿
入し、成形体の熱収縮によってシャフトを抱持固着す
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３に示すような構造のものが多
い。図３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。

【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】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）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】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。

【０００７】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。

【０００８】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。

【０００９】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。

【００１０】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。

【００１１】

【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
の磁極を設けてなり、かつ中心部にシャフトを固着して
なる永久磁石部材を製造する方法において、磁性粒子と
結合材料を主成分とする混合物を、横断面外形寸法をシ
ャフトの横断面外形寸法より大に形成した芯金を備えた
押出金型を有する磁場中押出成形手段を介して中空筒状
の成形体を押出成形し、この成形体の加熱状態において
シャフトを挿入し、成形体の熱収縮によってシャフトを
抱持固着する、という技術的手段を採用した。

【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。但し、押出成形後において成形体に所定の可撓
性を付与させる必要があるため、軟い熱可塑性樹脂を使
用することが好ましい。

【００１５】

【作用】上記の構成により、中空筒状の成形体とシャフ
トとの固着に際して接着剤を使用する必要がないため、
固着作業が極めて容易となり、低コスト化が実現され得
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
形手段の例を示す要部縦断面図、図２は図１におけるＡ
−Ａ線要部断面図である。図１および図２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は芯金であり、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】次に例えば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。得られた素材１９は直ちに所定の長さに切断さ
れ、加熱状態においてシャフト（図示せず、図３におけ
る符号２参照）を挿入し、素材１９の熱収縮によりシャ
フトを抱持固着させる。

【００１８】上記の押出成形において、芯金１４の外径
寸法は、成形後挿入されるべきシャフトの外径寸法より
例えば0.05mm大に形成しておくことが好ましい。これに
より成形後の素材１９の内径寸法は、上記芯金１４の外
径寸法と略同一寸法に形成され、シャフトの挿入が容易
となる。また成形後の素材１９の温度は１２０〜１４０
℃であるから、シャフト挿入後の熱収縮によりシャフト
を強固に抱持することができ、前記図３に示すようなシ
ャフト２を固着した永久磁石部材１を得ることができ
る。シャフト２を固着した永久磁石部材１は、外径を所
定寸法に研摩加工された後、異方性を付与された方向に
着磁されて、完成される。

【００１９】本実施例においては、永久磁石部材の横断
面外形、横断面内形およびシャフトの横断面外形が夫々
円形である例について説明したが、軸方向において形状
が同一である限り円形以外の形状とすることができ、こ
れらを夫々異なる形状の組合せとしてもよい。

【００２０】

【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
要となり、製造コストを低減させることができる。また
押出成形後において、直ちにシャフトを挿入固着させる
ため、永久磁石部材の軸方向の変形を防止することがで
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手段の
例を示す要部縦断面図である。

【図２】図１におけるＡ−Ａ線要部断面図である。

【図３】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】

１ 永久磁石部材 ２ シャフト １５ 押出成形用金型 １９ 素材

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
   設けてなり、かつ中心部にシャフトを固着してなる永久
   磁石部材を製造する方法において、磁性粒子と結合材料
   を主成分とする混合物を、横断面外形寸法をシャフトの
   横断面外形寸法より大に形成した芯金を備えた押出金型
   を有する磁場中押出成形手段を介して中空筒状の成形体
   を押出成形し、この成形体の加熱状態においてシャフト
   を挿入し、成形体の熱収縮によってシャフトを抱持固着
   したことを特徴とする永久磁石部材の製造方法。