JPH06349660A - 円筒状樹脂磁石の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁場中成形手段の適用により容易に多極を有
する円筒状樹脂磁石を製造し得る方法を提供する。 【構成】 磁性粒子と熱可塑性樹脂とを主成分とする混
合材料からなり，外周面に軸方向に延びる複数個の磁極
を設けてなる円筒状樹脂磁石を，成形用金型の円筒状キ
ャビティの周囲に磁界発生手段を配設してなる磁場中成
形手段を介して製造する円筒状樹脂磁石の製造方法にお
いて，円筒状キャビティの周囲に所定個数より小なる個
数の磁界発生手段を配設して磁場中成形し，得られた成
形体を所定個数の磁極を設けてなる着磁手段により着磁
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，例えば電子写真や静電
記録等において，磁性現像剤を現像剤槽から現像領域ま
で吸着搬送して現像を行い，若しくは像担持体の表面に
残留する磁性トナーを吸着除去するのに使用されるマグ
ネットロールを構成する永久磁石部材のような円筒状磁
石の製造方法，特に磁性粒子と熱可塑性樹脂とを主成分
とする混合材料からなる異方性の円筒状樹脂磁石の製造
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２に示すような構造のものが多
い。図２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中空円
筒状に一体形成し，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（例えば一成分系の磁性トナー，ま
たはトナーと磁性キャリアからなる二成分系現像剤）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。

【０００５】上記のような永久磁石部材１を前記のよう
な焼結粉末磁石材料によって形成した場合には，シャフ
ト２を固着する際に接着剤を併用する必要があり，接着
作業が煩雑である。また永久磁石部材１とシャフト２と
の同軸性を確保することが困難であるため，シャフト２
を接着後において永久磁石部材１の外表面を研摩加工す
る必要がある。このため製作に時間と工数を要し，製作
コストを高騰させるという問題点がある。

【０００６】上記問題点を解決するために，強磁性材料
とバインダーとの混合物を，シャフト２を予めインサー
トした成形用金型内に充填して一体化する手段が採用さ
れており，特に小径の永久磁石部材１を成形する場合に
有効であるとされている。

【０００７】図３は上記射出成形用金型の一例を示す要
部縦断面図である。図３において，射出成形用金型１０
は可動型１１と固定型１２とから構成される。すなわち
下板１３上に設けられた固定板１４上の固定型固定板１
５を介して固定型１２を設け，この固定型１２上に可動
型１１が設けられる。可動型１１は型板１６，１７から
なり，これらの型板１６，１７にノズル口１８が形成さ
れている。ノズル口１８に連なるスプルー１９は，型板
１６，１７を貫通し，型板１６，１７に形成されたラン
ナー２０と連通している。ランナー２０は，可動型１１
の対応位置に形成された垂直のランナー２１に連通す
る。またこのランナー２１は，ゲート２２を介して後述
する円筒状のキャビティ２３に連通している。

【０００８】次に固定型１２は永久磁石２４を埋設した
環状体２５と，この環状体２５と永久磁石２４を包囲す
るように形成されたバックアップ体２６とによって形成
され，中心部に保持されたシャフト２と環状体２５とに
よって円筒状のキャビティが形成される。２７は下パン
チであり，環状体２５の下方に上下動可能に設けられ，
型板１７と協同してシャフト２を保持する。２８はロッ
ドであり，下パンチ２７を駆動するように接続する。

【０００９】上記の構成により，磁性粉と樹脂とを主成
分とする混練物を約２００〜３００℃の温度および約６
００〜１０００kg／cm² の圧力でノズル口１８から注入
し，スプルー１９，ランナー２０，２１を経てキャビテ
ィ２３内に射出充填する。

【００１０】次に環状体２５内に埋設した永久磁石２４
の磁界によって異方化成形された永久磁石部材は，冷却
後可動型１１を上方に移動し，ロッド２８を押上げて下
パンチ２７を上昇させることにより，固定型１２から押
出すことができる。その後下パンチ２７を元の位置に復
帰させ，シャフト２をインサート後，可動型１１を固定
型１２上に合体させ，次の成形サイクルを行う。得られ
た永久磁石部材は，必要に応じて外径を所定寸法に加工
し，所定の着磁を施して完成させられる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記のような所謂磁場
中成形手段においては，円筒状のキャビティ２３の周囲
に磁界発生手段としての永久磁石２４を，製造すべき永
久磁石部材１（図２参照）の磁極数と対応する数だけ配
設する必要がある。この場合において，永久磁石部材１
の外径寸法が大であるか，若しくは磁極数が比較的小で
あるときには，キャビティ２３の周囲に磁極数と対応す
る数の永久磁石２４を容易に配設することができる。

【００１２】しかしながら，永久磁石部材１の外径寸法
が小である場合，若しくは磁極数が多い場合には，キャ
ビティ２３の周囲に設けるべき永久磁石２４の円周方向
ピッチが必然的に小になる。このため永久磁石２４の円
周方向の幅寸法を極めて小に形成せざるを得なくなり，
キャビティ２３内に充填された混練物に対する異方性化
のための磁気配向作用が大幅に低下し，所要の磁気特性
が得られないという問題点がある。なお磁極数が大とな
ると永久磁石２４の配設自体が不可能である場合もあ
る。

【００１３】一方上記永久磁石部材１を固定してスリー
ブ６のみを回転させる方式のものにおいては，スリーブ
６上の磁性現像剤の自転を促進させるために，円周上の
特定領域のみ多極に形成し，しかも磁極間隔を極めて小
に形成したものが要求されている。しかしこのような永
久磁石部材１を磁場中成形手段のみによって形成するこ
とは，従来技術においては殆ど不可能であるという問題
点がある。

【００１４】更に近年の現像装置においては，軽量化，
小型化の要求が特に厳しくなってきており，上記マグネ
ットロールも例外ではないのみならず，より小径化，多
極化，高性能化の要求が高まっている。

【００１５】本発明は，上記従来技術に存在する問題点
を解決し，磁場中成形手段の適用により容易に多極を有
する円筒状樹脂磁石を製造し得る方法を提供することを
目的とする。

【００１６】

【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，磁性粒子と熱可塑性樹脂とを主
成分とする混合材料からなり，外周面に軸方向に延びる
複数個の磁極を設けてなる円筒状樹脂磁石を，成形用金
型の円筒状キャビティの周囲に磁界発生手段を配設して
なる磁場中成形手段を介して製造する円筒状樹脂磁石の
製造方法において，円筒状キャビティの周囲に所定個数
より小なる個数の磁界発生手段を配設して磁場中成形
し，得られた成形体を所定個数の磁極を設けてなる着磁
手段により着磁する，という技術的手段を採用した。

【００１７】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。

【００１８】次に円筒状樹脂磁石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８５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９１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。

【００１９】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。なお上記熱可塑性樹脂中に，ワックス，カー
ボンブラックその他の滑剤等，添加剤を１重量％，好ま
しくは 0.7〜 0.8重量％添加することができる。

【００２０】

【作用】上記の構成により，磁極間隔の小であるものお
よび／または多極を有するものであっても容易に製造す
ることができる。

【００２１】

【実施例】図１は本発明の実施例を示す製造工程の要部
説明図であり，（ａ）は成形用金型の要部平面，（ｂ）
は成形体の端面，（ｃ）は成形体および着磁ヨークの端
面を示し，同一部分は前記図２および図３と同一の参照
符号で示す。この実施例においては外周面に５極の非対
称の磁極を有する永久磁石部材を製造する例について記
述する。

【００２２】まず図１（ａ）において，磁界発生手段と
しての永久磁石２４は，キャビティ２３の外周に交互に
異極が表れるように配設する。２９は軟鋼のような強磁
性材料からなるヨークであり，永久磁石２４の後端部に
固着する。破線は永久磁石２４による磁界の方向を示
す。

【００２３】上記構成の成形用金型のキャビティ２３内
に，磁性粉と樹脂とを主成分とする加熱混練物を射出充
填することにより，磁場中成形が行われ，図１（ｂ）に
示すように異方性化された永久磁石部材１を成形するこ
とができる。破線は磁場中成形によって異方性化された
配向方向である。

【００２４】図１（ｃ）において，３０は着磁ヨークで
あり，永久磁石部材１に設けるべき所定個数の磁極に対
応する着磁磁極３１を設けた構成とする。３２は着磁コ
イルであり，着磁用の直流パルス電源（図示せず）と接
続されている。従って着磁コイル３２に給電することに
より，図１（ｂ）に示すＮに配向された部位にはＮ極が
着磁される。一方中間部のＳに配向された部位は，３個
の着磁磁極３１により，Ｎ極および隣接する２個のＳ極
に着磁され，合計５極の非対称磁極を有する永久磁石部
材１を得ることができる。

【００２５】本実施例においては，５極の磁極を最終的
に得る例について記述したが，他の磁極数を有するもの
についても同様に適用できる。例えばＰ個の磁極数を有
する永久磁石部材を製造する場合において，磁場中成形
における配向磁極数ｐは，ｐ＝Ｐ−ｎ（ｎは１以上の正
の整数）とすることができ，ｎは成形用金型の形状，寸
法その他を勘案して任意に選定することができる。また
本実施例においては，電子写真装置等に使用される永久
磁石部材について記述したが，他の用途に使用される円
筒状樹脂磁石に対しても本発明の適用ができることは勿
論である。

【００２６】

【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，円筒状樹脂磁石に設けるべき磁極数が多
い場合，磁極間隔が小である場合，および小直径のもの
である場合においても，磁場中成形手段を有効に活用し
て異方性化が可能であり，高性能の円筒状樹脂磁石を容
易に製造できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す製造工程の要部説明図で
あり，（ａ）は成形用金型の要部平面，（ｂ）は成形体
の端面，（ｃ）は成形体および着磁ヨークの端面を示
す。

【図２】従来のマグネットロールの例を示す一部省略縦
断面図である。

【図３】従来の永久磁石部材の射出成形用金型の一例を
示す要部縦断面図である。

【符号の説明】

１ 永久磁石部材 ２ シャフト ３０ 着磁ヨーク

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁性粒子と熱可塑性樹脂とを主成分とす
   る混合材料からなり，外周面に軸方向に延びる複数個の
   磁極を設けてなる円筒状樹脂磁石を，成形用金型の円筒
   状キャビティの周囲に磁界発生手段を配設してなる磁場
   中成形手段を介して製造する円筒状樹脂磁石の製造方法
   において，円筒状キャビティの周囲に所定個数より小な
   る個数の磁界発生手段を配設して磁場中成形し，得られ
   た成形体を所定個数の磁極を設けてなる着磁手段により
   着磁することを特徴とする円筒状樹脂磁石の製造方法。