JPS59905A - マグネツトロ−ルおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はマグネットロールに関し、さらに詳しくは、
主として複写機、ファクシミリ、プリンター等の静電記
録装置における磁気ブラシ現象に使用されるマグネット
ロールに関する。

従来、この種のマグネットロールとして、ロール軸の外
周に複数個の焼結磁石を配設したものが広く使用されて
いる。　しかし近年、製造性の良さから、焼結磁石に代
えて複合磁石（いわゆるゴム磁石もしくはプラスチック
磁石）を用いる試みが多くなされるようになってきてい
る。　ところが複合磁石は一般的に焼結磁石工り島磁力
が弱いので、特殊な構造上の工夫を行ってマグネットロ
ールとして必要な磁力を得るようにしたものが多い。

たとえば特開昭５５−８６１０４号および特開昭５５−
９６６１７号に記載のマグネットロールは、複数個の異
方性複合磁石ピースを組合せて磁化容易軸をマグネット
ロールの着磁磁極を中心に略放射状に配列することで磁
力の向上を図っている。　また特開昭５５−１１！４１
６９号に記載のマグネットロールは、ロール芯体の外周
に等方性ゴム磁石を固着しさらにその外周に異方性シー
ト状ゴム磁石を巻着し、これらの磁化容易軸の方向性の
組合せにニジ磁力の向上を図っている。

しかし、上記に例示したマグネットロールは、いずれも
少なくとも製造上の難点がある。　六とえば、別体の磁
石ピースあるいはゴム磁石を組合せて一体化する工程が
必要である。　１７’（、外径寸法精度を上げるための
切削加工工程が必要である。

この発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、
複合磁石を用いたマグネットロールであって、製造性に
極めて優れ、しかも磁力が充分強力なマグネットロール
およびその製造方法を提供する。

すなわち、この発明は、１つの観点によれば、複数の磁
極を有する異方性複合磁石層を外周に備えたマグネット
ロールであって、その異方性磁石層の上層部分の磁化容
易軸が前記磁極間の磁界方向に配向されかつ下層部分の
磁化容易軸がロール表面からロール軸に向う方向に配向
されていることを特徴とするマグネットロールを提供す
る。

上記この発明のマグネットロールの特徴は、端的に言え
ば、複合磁石層の磁化容易軸の方向が上層部分では磁極
間の磁界方向でアシかつ下層部分では表面かり中心へ向
う方向であるという点にある。　これにより、マグネッ
トロールの周りにできる磁界の強さと形とが磁気ブラシ
現像用ロールとして極めて好ましいものとなる。

また、この発明は、他の観点によれば、円筒状キャビテ
ィの外周に磁場発生手段が配設これてなる磁場成形金型
のキャビティの中央にロール軸を立設すると共（、機械
配向可卵な硬質磁性粉末を５０−以上含む磁場配向島硬
質磁性粉末１合成樹脂および補助材の混合物を機械配向
を加えつつ成形して円筒状もしくは断面略Ｃ字形の樋状
とした異方性硬質複合磁性体を未硬化状態で前記キャビ
ティの内周面に沿わせて配設し、前記ロール軸と前記異
方性硬質複合磁性体の間に発泡性樹脂液を注入して発泡
させ、かつ前記磁場発生手段で前記異方性硬質複合磁性
体に磁場配向を行わせ、ついで前記発泡性樹脂および異
方性硬質複合磁性体を硬化し、脱型することニジなるマ
グネットロールの製造方法を提供する。

上記この発明のマグネットロールの製造方法の特徴は、
端的に言えば、あらかじめ機械配向により厚み方向く磁
化容易軸を配向させて円筒状もしくは樋状にした複合磁
性体に、重ねて磁場配向を施して、その上層部分の磁化
容易軸を磁極間の磁界方向に再配向させることにある。

こｈにより、別体の複合磁性体を組合せる必要がなくな
るので、性能上、製造上好ましいものとなる。　！ｌｆ
ｃ他の特徴は、発泡性樹脂液の発泡圧力によって未硬化
状態の異方性複合磁性体を金型の円筒状キャビティ内周
面に圧接し硬化させることにある。　これにより外径寸
法精度の高いマグネットロールを容易に製造しうる。

以下、図に示す実施例に基いて、この発明を詳説する。

　ただし、これによりこの発明が限定されるものではな
い。

まず第１図に示す磁場成型金型について説明すると、こ
の成型金型（１）は、上金型（２）と中金型（５）と下
金型１ｕｌｌの８つのブロックからなっている。

上金型（２１は、樹脂注入孔（３１と円筒ベース（４）
を有している。

中金型（５）は、円筒状キャビティ（６）を有し、かつ
その円筒状キャビティ（６）の外周に６個の永久磁石（
７Ｂ）〜（７ｆ）を有している。　永久磁石（７ａ）〜
（７ｆ）は、キャビティ（６１０周方向に磁極を有する
たとえばサマリウム−コバルト磁石のごとき永久磁石で
ある。　隣接する永久磁石（７＆）〜（７ｆ）の対向す
る磁極は同種の磁極である。　永久磁石（７８）〜（７
ｆ）間にはたとえば快削純鉄のごとき軟質磁性体のヨー
ク（８ａ）〜（８ｆ）が介設されている。　永久磁石（
７ａ）　〜（７ｆ）とヨーク（８ａ）〜（８ｆ）の外周
部１９１および永久磁石（？ａ）　〜（７ｆ）の内側部
αＯは非磁性体層たとえばエポキシ樹脂層である。　磁
界は、Ｎ極とＮ極とにはζまれたヨーク（８ａＸ８ｅ）
（８ｅ）から出て、Ｓ極とＳ極とにはさまれたヨーク（
８ｂＸ８ｄＸ８ｆ）へ入るような磁界となる。

下金型α１１は、ロール軸挿入孔α３をもつ円筒ベース
υを有している。

さて、まず中金型（５）を下金型（ｉｌｌ上に載置する
。

次にロール軸Ｑ４１をロール軸挿入孔０３に挿入してキ
ャビティ（６１内に立設する。

次に円筒状の異方性硬質複合磁性体α９をキャビティ（
６）内に入れるが、この異方性硬質複合磁性体ｆｌっは
、磁場配向用の硬質磁性粉末であって機械配向可卵なも
のを５０％以上好ましくは７０チ以上含む硬質磁性粉末
、常温で液状又は比較的低温で液状の硬化型樹脂および
硬化剤などの若干の補助材からなる液状混合物を機械配
向させながら成形して未硬化状態すなわち常温で粘土状
の円筒形状にしたものである。　硬質磁性粉末は、たと
えばバリウム−フェライト粉末、ストロンチウム−フェ
ライト粉末、鉛−フェライト粉末などの永久磁石材料粉
末である。　硬化型樹脂は、たとえばエポキシ樹脂、フ
ェノール樹脂、ジアリルフタレート樹脂、不飽和ポリエ
ステル、ポリウレタンなどの熱硬化性樹脂である。　補
助材の１つとして１〜１０重量部好ましくは４〜８重量
部のポリ四フッ化エチレンを混合すれば、配向性や成形
性を改善できる。　機械配向をさせながら成形する具体
的方法は、たとえば円環状のスリットから押し出し成形
を行えばよい。　円筒体が連続的に得られると共に、押
し出し時のせん断力によって円筒体の半径方向（換言す
れば肉厚方向）に磁性粉末の磁化容易軸が配向する。　
連続的な円筒体を必要な長はで裁断すれば、円筒状の異
方性磁性体が得られる。　あるいは、圧延によってまず
板状体とし、必要な長官で裁断したのち丸めて円筒体と
してもよい。　磁性粉末の磁化容易軸は板状体の流延方
向に直角に配向するので、円筒体としたときには円筒体
の半径方向に配向することになる。

Ｏｖは薄肉のプラスチックバイブであり、必スジも必要
なものではないが、これを予めＬ方性硬質複合磁性体０
９にかぶせたのちキャビティ（６）内に入れると、離型
性が良くなるので好オしい。　プラスチックバイブ００
に代えて、キャビティ（６１内面をテフロンコートして
もよい。

上記のようにして、キャビティ１６１内にロール＠１１
０４）を立設し、かつ原形が自然に崩れない程度には硬
化しているが完全には硬化していない異方性硬質複合磁
性体０９をキャビティ（６）の内周面に沿わせて配設す
ると、次に第２図に示すように上金型（２）を中金型（
５）上に被せプレス機四で全金型を密閉する。

ついで樹脂注入孔（３）工り発泡性樹脂液を矢印叩のど
とぐ注入する。　樹脂注入孔（３）の樹脂出口（８ａ）
がロール軸０４）と異方性硬質複合磁性体ｏ９の間の空
隙に向けて開口されているので、第２図面に示すごとく
、ロール軸（１４１と異方性硬質複合磁性体ｆｉθ間に
樹脂発泡体層が形成される。　樹脂発泡体＋１７１は、
たとオばポリウレタン、エポキシ樹脂。

フェノール樹脂、不飽和ポリエステル、メラミン樹脂、
シリコン樹脂、ジアリルフタレートｓｔ脂等の熱硬化性
樹脂、ポリエチレン、塩化ビニール樹脂、フッ素樹脂、
アクリル樹脂、ポリアミド、ポリスチレン、ポリカーボ
ネート等の熱可塑性樹脂などの硬質の発泡体が使用され
る。　これらのうち硬質ポリウレタン発泡体を反応射出
成形（Ｒｅ−ａｃｔｉｏｎ　Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ　Ｍｏ
ｌｄｉｎｇ　）法にて形成するのが製造容易性の点で特
に好ましい。

樹脂発泡体層ＬＩ７１が形成されることによって、発泡
圧力で異方性硬質複合磁性体α９が内側から押され、キ
ャビティ（６１内周面に強く圧接ζねる。　異方性硬質
複合磁性体α９はまだ未硬化状態で可塑性があるから、
このときの変形は無理なく行われるが、成型金型（１）
内で加熱して異方性硬質複合磁性体０９の可塑性を増し
ておくのが上記変形を容易にする上でかつ後述する磁場
配向を容易にする上で好ましいことである。

さて異方性硬質複合磁性体ａｒｂＶｉ、成型金型内にお
いて、永久磁石（７ａ）　〜（７ｆ　）およびヨーク（
８ａ）〜（８ｆ）によりつくられる磁界下に置かれる。

異方性硬質複合磁性体０９は前述したように可塑性があ
る状態だから、複合磁性体中の磁性粉末の磁化容易軸が
前記磁界の方向に配向する。　永久磁石の磁力を適切に
すれば、この磁場配向に有効な磁界は、異方性硬質複合
磁性体ａ９の上層部分だけを通り、下層部分には届かな
い。　そこで結局、異方性硬質複合磁性体ａ９の上層部
分の磁化容易軸の与磁界方向く配向し、下層部分の磁化
容易軸は機械配向による円筒体半径方向の配向のまま残
ることになる。

磁界により異方性硬質複合磁性体０９は上記磁場配向を
受けると同時に着磁され、ヨーク（８ａＸ８ｃ）（８ｅ
）に対向する周面にＳ極があられれ、ヨーク（８ｂ）（
８ｄ）（８ｆ）に対向する周面にＮ極があられれる。　
こｈも周面にあられれる磁極からみたとき、異方性硬質
複合磁性体αＧの上層部分の磁化容易軸の方向はこれら
磁極間の磁界方向を向いている。

最後に、異方性硬質複合磁性体０９お工び樹脂発泡体層
＋１７１を硬化させたのち、成型金型（１）を開いて脱
型し、第８図に示すごときマグネットロール死を得る。

　第８図で破線で示しているものは磁化容易軸の方向で
ある。　なお、着磁されて磁石体となった異方性硬質複
合磁性体０θを特に異方性複合磁石１２１）と呼ぶこと
とする。

異方性複合磁石ｃ！＋１の磁力を強化するために、特に
下層部分を充分磁化するために、マグネットロール■の
配向パターンに合わせて再度着磁を施すことが好ましい
。　この再着磁は、従来公知の方法にて行いうる。

マグネットロール■の外周空間に形成される磁界は、マ
グネットロール■の各磁極の上方で強く、各磁極間上方
で弱くなり、その強弱の模様は言わば波形になる。　磁
気ブラシ現像用マグネットロールとしての磁界は、その
波形の山部の高さくすなわち磁界の強Ｊ）と形とが１共
に重要であるが、このマグネットロール■による磁界は
高さ、形共罠好適なものである。

ちなみに上記方法において硬質磁性粉末として機械配向
しない磁場配向用硬質磁性粉末を用いるなどして機械配
向を施さなければ、異方性複合磁石層＋２１１の下層部
分が等方性磁性体であるマグネットロールを容易に製造
できるが、これによるマグネットロール外周空間磁界の
形は山部の急峻なものとなり、磁気ブラシ現像用として
不適な場合がある。

この発明のマグネットロールの他の実施例としては、た
とえば第４図〜第６図に示すものを挙げることができる
。

第４図に示すマグネットロール圓は、異方性複合磁石層
ｅｌｌｌが断面略Ｃ字形の樋状のものである。

各磁極の磁力に応じて層相１の厚みを連続的に変えであ
る。　このマグネットロール（至）は、上記説明におけ
る異方性硬質複合磁性体α９に代えて樋状に成形した異
方性硬質複合磁性体を用いることにより上記説明と同様
にして製造できるものである。

第６図に示すマグネットロール四は、異方性複合磁石層
Ｇ１１ｌが断面Ｃ字形の樋状のものである。

各磁極の磁力に応じて層−１）の厚みが段階的に変えで
ある。　また、磁力発生部でない部分には凹溝状欠損部
（社）を設けである。　欠損部嘔は材料の節約と歪発生
防止の役割をはたす。　このマグネットロール■は、樋
状の異方性硬質複合磁性体を用いるとともに円筒状キャ
ビティ内周面の一部に突条を有する成形金型を用いるこ
とにより前記説明と同様にして製造できるものである。

第６図に示すマグネットロール−は、異方性複合磁石層
し００内側に軟質複合磁性体層Ｍが設けられたものであ
る。　軟質複合磁性体層−は、たとエバマンガンジンク
、センダスト、パー−Ｆ　Ｏイｆｚどの高透磁率材料粉
末と合成樹脂と若干の補助材の混合物を円筒状に成形し
たもので、キーパ−の役割をはたすものである。　この
マグネットロール−は、板状の異方性硬質複合磁性体に
板状の軟質複合磁性体をラミネートしたのち軟質複合磁
性体が内側となるように丸めて円筒体とし、この円筒体
を前記異方性硬質複合磁性体ａ９に代えて用いることに
より前記説明と同様にして製造できるものである。

以下、製造例を挙げる。

１盗り上 第８図に示す構造のマグネットロール硼を製造する。

（１）■機械配向可能なものを７（１以上含む磁場配向
用バリウムーフエライｌ末　８００ＰＨＲ。

■エポキシ樹脂　　　　　　　　　１００ＰＨＲ１■硬
化剤　　　　　　　　　　　　　８０ＰＨＲ１■チタネ
ート型カツプリング剤　　　　８ＰＨＲ。

■テフロンパウダー　　　　　　　　　８ＰＨＲ。

■〜■ニジなる組成物をロールブレンドして液状混合物
とし、これを押出しし裁断して外径２８闘、内径ＩＱｆ
ｌ、長さ２６０ｊ１ｍ＋の円筒状の異方性硬質複合磁性
体ａ９を得る。

（曹）外径２４．５ｓｎｗ、肉厚Ｑ、５　ｎ　、長さ２
６０１１ｎ＋のポリプロピレン製チューブａＯを、上記
異方性硬質複合磁性体（至）に被せる。

（１）　　内径２５ｍ１１１の円筒状キャピテイを有し
、磁極部で６０００Ｇの磁界を有し、１２０℃に加温し
六成形金型のキャビティ内に、鉄製ロール軸α季を立設
し、また上記異方性硬質複合磁性体０９を入れる。

（ｌｖ）　　イソシアネート、ポリオールお工び発泡剤
を高圧反応注入機にて混合し、注入口工りロール軸α季
と異方性複合磁性体α９の間の空隙に注入する。

（Ｖ）１２０℃で１５分間の型締を行ったのち脱型する
。

以上のようにしてなるマグネットロール囚を再度着磁し
て磁力を強化したところ、ロール密着で１５００Ｇの磁
力をもち、磁気ブラシ現像用ロールとして好適なマグネ
ットロールが得られｆｃ。

製造例２゜ 基本的に第６図に示す構造で、ただし異方性複合磁石層
ＩＯおよび軟質複合磁性体層１ｆｉが断面略Ｃ字形の樋
状であるマグネットロールを製造する。

に）■機械配向可能なものを８０〜９０チ含む磁場配向
用チタネート処理バリウム−フェライト粉末　　　　　
　　　　　　６５０ＰＨＲ。

■エポキシ樹脂　　　　　　　１００ＰＨＲ。

■硬化剤　　　　　　　　　　　　５　ＰＨＲ。

■テフロンパウダー　　　　　　　Ｉ　ＰＨＲ。

■〜■ニジなる組成物をヘンセルミキサーにて混練した
のち圧延して板状体とするとともに、その板上体に、 ■Ｍｎ　−Ｚｎ粉末　　　　　　１１００ＰＨＲ１■塩
素化ポリエチレン　　　　　１００ＰＨＲ。

■可塑剤　　　　　　　　　　　　１５ＰＨＲ。

０〜■工りなる組成物をロール混練し圧延しに板状体を
ラミネートし、裁断し、後者の板状体を内側にして丸め
て樋状体を得る。

（ｉ）＃造例１と同様に、上記樋状体を金型内に入れ、
加熱するとともに磁界を加え、樋状体とり一ル軸の間の
空隙にポリウレタン発泡体層を形成し、脱型する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のマグネットロールの製造方法の一実
施例を説明する分解斜視図、第２図は金型内に発泡性樹
脂を注入する状況を示す縦断面図、第８図はこの発明の
マグネットロールの一実施例の側面図、第４図〜第６図
は各々この発明のマグネットロールの他の実施例の側面
図である。 （１）・・・磁場成型金型、（２トー・上金型、（３）
・・・樹脂注入孔、（５）−・・中金型、＋６１　・・
・キャビティ、（７ａ）〜（７ｆ）・・・永久磁石、（
８ａ）〜（８ｆ）・・・ヨーク、＋１１１・・・下金型
、ａ３・・・ロール軸挿入孔、（１４１（１４つ（１４
つ（１４つ・・・ロール軸、ａ９・・・異方性複合磁性
体、αＧ・・・プラスチックパイプ、ｎ７（１７°）（
１７°’）（１７°ｊ＠）　、・、樹脂発泡体ｍ、ｃｏ
ｏｅＯｌ−・・・マグネットロール、１２１１ｅｌ１１
（４１１１ト・・異方性複合磁石層、（４ｆｉ・−・欠
損部、！２＞−・軟質複合磁性体層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数の磁極を有する異方性複合磁石層を外周に備え
   たマグネットロールであって、その異方性磁石層の上層
   部分の磁化容易軸が前記磁極間の磁界方向に配向されか
   つ下層部分の磁化容易軸がロール表面からロール軸に向
   う方向に配向されていることを特徴とするマグネットロ
   ール。 λ　異方性複合磁石層が、樹脂発泡体層を介してロール
   軸に固設されてなる請求の範囲第１項記載のマグネット
   ロール。 ８、異方性複合磁石層と樹脂発泡体層の間に、軟質複合
   磁性体層を介設してなる請求の範囲第２項記載のマグネ
   ットロール。 ４、異方性複合磁石層が、円筒状である請求の範囲第１
   項〜第８項のいずれかに記載のマグネットロール。 ６、異方性複合磁石層が、断面略Ｃ字形の樋状である請
   求の範囲第１項〜第８項のいずれかに記載のマグネット
   ロール。 ６６　　円筒状キャビティの外周に磁場発生手段が配設
   されてなる磁場成形金型のキャビティの中央にロール軸
   を立設すると共に、機械配向可能な硬質磁性粉末を５０
   ％以上含む磁場配向用硬質磁性粉末９合成樹脂および補
   助材の混合物を機械配向を加えつつ成形して円筒状もし
   くは断面略Ｃ字形の樋状とした異方性硬質複合磁性体を
   未硬化状態で前記キャビティの内周面に沿わせて配設し
   、前記ロール軸と前記異方性硬質複合磁性体の間に発泡
   性樹脂液を注入して発泡させ、かつ前記磁場発生手段で
   前記異方性硬質複合磁性体に磁場配向を行わせ、 ついで前記発泡性樹脂および異方性硬質複合磁性体を硬
   化し、脱型することエリなるマグネットロールの製造方
   法。 ７．軟質磁性粉末９合成樹脂および補助材の混合物を円
   筒状もしくは断面Ｃ字形の樋状罠成形した軟質複合磁性
   体を、前記異方性硬質複合磁性体の内側面に沿わせて配
   設し、その後、ロール軸と前記軟質複合磁性体の間に発
   泡性樹脂液を注入することエリたる請求の範囲第６項記
   載の製造方法。 ８、異方性硬質複合磁性体の合成樹脂が、熱硬化性樹脂
   である請求の範囲第６項又は第７項に記載の製造方法。 ９、補助材としてポリ四フッ化エチレンを１〜１０重量
   部混合してなる請求の範囲第６項〜第８項のいずれかに
   記載の製造方法。 １Ｇ、機械配向を加えつつ成形する工程が、混合物を略
   ０字形もしくは略Ｃ字形の吐出スリットから押し出す工
   程ニジなる請求の範囲第６項〜第９項のいずれかに記載
   の製造方法。 １１、機械配向を加えつつ成形する工程が、混合物を圧
   延して板状体としに後その板状体を円筒状もしくは断面
   略Ｃ字形の樋状に丸める工程ニジなる請求の範囲第６項
   〜第９項のいずれかに記載の製造方法。 １２、異方性複合磁性体が、成形金型内で加熱されて可
   塑化される請求の範囲第６項〜第１１項のいずれかに記
   載の製造方法。 １８、発泡性樹脂液が、インシアネート、ポリオールお
   工び発泡剤等を高圧又は低圧反応注入機で混合した液状
   反応混合物である請求の範囲第６項〜第１２項のいずれ
   かに記載の製造方法。