JPS6010277A - 異方性円筒磁石の製造方法 - 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】 本発明は強磁性粉末と高分子化合物を含む混線物を磁場
中で加圧成形する工程を含む異方性円筒磁石の製造方法
に関する。

電子写真複写機、ファクシミリ、プリンター等の画像再
生装置（乾式）においては、磁性現像剤（磁性キャリア
とトナーとの混合粉体である二成分現像剤あるいは一成
分系の磁性トナー等）の搬送手段（例えば現像ロールあ
るいはクリーニングロール等）として、非磁性スリーブ
の内部に複数個の磁極を有する永久磁石部材を設置し１
両者を相対的に回転させるように構成したマグネットロ
ールが一般に使用されている。

上記のマグネットロールにも種々の構造のものがあり１
例えば実公昭５７−９７９８号公報に記載されているよ
うな、フェライト粉末を磁場中でプレス成形後焼結して
得られる長尺の異方性ブロック磁石を軸の周囲に固定し
て形成した永久磁石部材を用いるもの、あるいはハード
フェライトからなる円筒状永久磁石を軸に固着して形成
した永久磁石部材を用いるもの（例えば特公昭５５−６
９０７号公報、特公昭５５−４７０４５号公報参照）な
どが挙げられる。しかるに前者の場合は１組立工数が大
となるおよび低温減磁が生ずるなどの問題があり、−方
後者の場合は磁極間部分にも磁石材料が使用されかつ焼
結体の密度も約５ｆｌｃｔ＆と太きいため重量が大とな
るという問題がある。またフェライト磁石は、一般に、
材料自体が脆弱であることから焼結時あるいは焼結後に
クラツクや割れが発生し易く１歩留が悪いという問題も
ある。

これに対して、主として軽量化のために強磁性粉末（一
般にはフェライト粉末が使用される）と高分子化合物（
一般にはゴム又はプラスチック材料が使用される）を主
体とする混線物を押出成形あるいは射出成形の手法によ
り円筒状に一体に成形しついで冷却固化後着磁した吟わ
ゆる樹脂磁石を用いたマグネットロールが提案され、実
用化が検討されている。（例えば特開昭５６−１０８２
０７号。

同５７−１５０４０７号、同５７−１６４５０９号等の
各公報参照） この円筒状磁石を製造する場合、樹脂磁石は焼結磁石よ
りも密度が低いのでフェライト磁石と同等の磁気特性を
得るためには、冷却固化が完了するまでの間に強磁性粉
末の磁化容易軸を着磁後の磁石内部の磁力線方向に一致
させる。いわゆる異方性化の工程が必要なことは周知で
ある。（例えば実開昭５１−６２５９６号公報参照）異
方性を有する円筒状樹脂磁石（以下単に異方性円筒磁石
という）の製造方法についても種々の提案がなされてい
るが１例えば特公昭５７−　＋　７０５０１号公報に記
載されているような、成形空間を取囲んで磁性体ヨーク
と非磁性スペーサを交互に組合せかつ外側に磁化コイル
を設置した金型を用いるかあるいは、成形空間の外周に
磁化コイルを埋設した金型を用いるのが一般的である。

しかしながら前者の金型を用いる場合は、成形空間内に
所定の強さの磁界を発生させるために。

大電圧低電流型の電源を用いかつ磁化コイルの巻数を多
くして起磁力を大きくすることが行なわれるが１次のよ
うな欠点がある。すなわちコイル収容スペースが大とな
り設備が大型化してしまい。

更に金型の外側からヨークにより、磁化コイルで励磁さ
れた磁界を成形空間内に有効に収束させるために磁路長
さを長くせざるを得す、よって起磁力のかなりの部分が
漏洩磁束として消費されてしまう〇 一方後者の場合は、特公昭５Ｂ　−８５７１号公報に記
載されているように、低電圧大電流型あるいはコンデン
サー型電源を用いて、コイルの巻数を少なくして大電流
を流して所定の起磁力を得ているが、次のような欠点が
ある。すなわち磁化コイル自体は比較的小型化が可能で
ありかつ磁化コイル２が金型内にあるため磁路な短くし
て磁束の漏洩を防止することも可能であるが、コイルに
数千アンペアの大電流を流すとジュール熱による著しい
発熱を生じるので大がかりな冷却機構が必要となる。

しかも磁気特性の点からは、配向を高めるために金型を
保温して成形体の同化時間を長くする必要がある。従っ
てこの場合は、磁気特性をある程度無視して磁化コイル
を十分に冷却するかあるいはサイクル時間を長くして成
形能率をある程度無視せざるを得ない。また、この種の
コイルにおいてコンデンサ型磁化機を用いて５〜１０ｍ
ぼの瞬間的な磁界により配向させる方法もあり、この方
法であればジ＝−ル熱による発熱はある程度押えること
は可能である。しかしながらこの方法においては通常１
〜２　ｓｅｃの成形時間に対して磁場印加時間が５〜ｉ
Ｑｍ、？と短いため、配向の部分的ばらつきが大きく、
また強い異方性を付与することは困難である。

本発明の目的は、上述の従来技術の欠点を解消し、比較
的簡単な設備で所定の磁気特性を有する永久磁石が得ら
れる異方性円筒磁石を提供することである。

本発明の異方性円筒磁石の製造方法は、強磁性粉末と高
分子化合物を主体とする混合物を磁場の存在下、円筒状
の成形空間を有する金型内で射出又は押出成形し、得ら
れた円筒状成形体の外周面に異方性方向と同方向の奇数
極着磁を施してなる異方性円筒磁石の製造方法において
、前記成形空間の周囲の磁極部分に対応１−る位置に各
々ヨークを設置しかつ各ヨークの外側にそれぞれ希土類
コバルト磁石を設置すると共に、前記ヨーク間に磁場コ
イルを設置し、該磁場コイルにより前記成形空間の表面
にパルス磁場を゛印加しかつ前記希土類コバルト磁石に
よる静磁場を補助的に印加したことを特徴としている。

以下本発明の詳細を図面により説明する。

第１図は本発明に使用される金型の一例を示す断面図で
ある。

第１図の金型は、内部にコア２を同心に設けてなる円筒
形の成形空間１の周囲に、半径方向に湘磁された希土類
コバルト磁石！ｌ、　、　！＋２及び３．を配置し、こ
れら磁石間ろ、−３２，５２−５５及び５３−５．には
それぞれ磁場コイル４．　、４２及び４３を設置し、そ
してこれらの周囲を軟磁性体からなるヨーク６で取り囲
み又希土類コバルト磁石３．　、３２および３３の内側
にもそれぞれ軟磁性体からなるヨーク５１　＊　５２お
よび５３を設けて構成されている。

上記金型の磁気回路を説明すると次の通りである。

希土類コバルト磁石５４．　！＋２及び５５は、成形空
間１内に異方性化のために必要な静磁界を常時発生させ
るのに使用され、碍極面が成形空間１に対向する如く配
置されている。次にヨーク５．．５２及び５３は各々上
記磁石５１．５２及び５３から生ずる磁束を有効に成形
空間１内に収束させるために使用される。また、希土類
コバルト磁石５．〜５２．５２〜５３゜５３〜３４間に
埋設した磁場コイルは金型内に磁性粉と高分子化合物の
混線物が充填された瞬間に１例えば商用交流電源を入力
として所定の直流電圧に昇圧整流しコンデンサー群にて
充電しそしてサイリスタを経て放電を行なう瞬間直流電
源（図示せず）に接続され、成形空間１０表面にパルス
磁場を印加するものである。そしてヨーク６は磁気回路
のパーミアンスを高くしかつ閉じた磁気回路を形成する
ために使用される。

上記金型によれば、パルス磁場により、瞬間的に１００
００〜２００００　（ｈの磁界を発生させ、前記混線物
を飽和磁化させ、かつ冷却固化する５〜１０秒間の間、
永久磁石による６０００〜８０００　Ｇ程度の磁界によ
り、固化時間における配向の乱れを防止することが可能
である。この場合希土類コバルト磁石としては、１３ｒ
が８．０００Ｇ以上（好ましくは９．０００（１；以上
）でかつＩＨＣが１ｏ、ｏｏｏ　Ｏｅ　（好ましくは１
５．０００　Ｏｅ以上）の磁気特性を有するもの（例え
ば特開昭５５−５０１００号公報、特願昭５７−２４５
０５号明細書参照）が適当である。上記金型においては
、コイルに通電する時間が成形サイクル１０〜６０秒に
一対して５〜１ＱｍＪ’と短く１％別な冷却機構を用い
ずとも実用上問題がない。

本発明においては、上記の金型を用いて例えば次のよう
にして異方性円筒磁石が得られる。

まず原料として、Ｂα−フーライト、Ｓγ−フ＝ライト
などのマグネットプラムバイト型結晶構造を有するツー
ライト粉末、アルニコ磁石粉末、ｐｅ−Ｃｒ−Ｃｏ系磁
石粉末、あるいは希土類コノくルト磁石粉末等の強磁性
粉末と、スチレン−ブタジェン共重合体、エチレン酢酸
ビニル共重合体、ポリエチレン、ポリアミド等の熱可塑
性樹脂からなる高分子化合物の混線物を準備する。この
場合強磁性体粉末の配合量は磁気特性の点から６０重量
係以上とすることが好ましい。このほか成形性を改善す
るために、ポリエチレン、ステアリン酸カルシウム等の
滑剤を少量（数重量％）加えてもよく、更に強磁性粉末
と高分子化合物との濡れ性を改善するために有機ケイ素
化合物、有機チタネート化合物の添加物を加えてもよい
。

次に上記混線物を第１図に示す金型なそなえた射出成形
機あるいは押出成形機に投入し、出湯を加えながら金型
中で成形しついで冷却固化後金型から取出す。

得られた成形体は、必要に応じて外径を所定１７７寸法
に加工しついで軸を固定した後異方性方向と同方向に着
磁して、第２図に示すような３極に着磁された異方性円
筒磁石が得られる。

上記の実施例では、５極の着磁を施したマグネットロー
ルの製造について述べたが、希土類コノくルト磁石の数
を増すことにより５極以上の磁極を有するマグネットロ
ールが得られることはもちろんである。また金型の磁気
回路を構成する希土類τ論ルト磁石、ヨークの形状１寸
法等について＆ま。

要求される磁気特性に応じて有限要素法等の解析手法に
より適宜設定すればよい。

以下本発明の詳細な説明する。

平均粒径１μｍのフェライト粒子（ＢａＯ・６Ｆｔ２０
３）７．６５に９にポリアミド樹脂（ナイロン６Ｉ商品
名）１．５５Ｋｇを加えて２５０　′ｃでニーダにより
混練した。

この混練物を第１図に示す金型をそなえた実験用射出成
形機に投入し、２７Ｄｔｌ’１７）温度、　７０ｒ４／
ｆｆｌの圧力下で金型内に射出しついで冷却固化した。

この場合希土類コバルト磁石としてはＢｒが９．０００
０　。

ＩＨｃが１０．Ｏ［＋００−のもの（日立金属製Ｈ−２
２，４）を用い、又１０．ＯＤＯＯｅのパルス磁場を印
加して成形を行なった。成形空間の表面の磁束密度分布
は第５図に示す通りである。

得られた成形体（外径６０叫φ、内径１２ｍｍφ、長さ
２６０１１１１１１）を外径２４ＩＩ＋＋＋ｌφに加工
し、第２図に示す如くの異方性円筒磁石を製作した。

得られた異方性円筒磁石の磁束密度分布を測定したとこ
ろ第４図に示す波形が得られ、ラバープレス法による異
方性円筒磁石と略同等の磁気特性を有することが確認さ
れた。

以上に記述の如く１本発明によれは、永久磁石とヨーク
を含む磁気回路を有する金型により、充分異方性化した
円筒状の樹脂磁石が得られ、従来と比較して設備を大幅
に小型化できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に使用される金型の一例を示す概略断面
図、第２図は本発明による異方性円筒磁石の一例を示す
断面図、第３図は第１図の金型の内面の磁束密度を示す
図、第４図は本発明による異方性円筒磁石の磁束密度分
布を示す図である。 １：成形空間、２：コア、　３．　、５２．５３１希土
類コバルト磁石、　４１．４２．１．　＋磁場コイル、
５１．５２゜５、．６＋ヨーク。 第　１　図 第　２　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　強磁性粉末と高分子化合物を主体とする混合物を
   磁場の存在下１円筒状の成形空間を有する金型内で射出
   又は押出成形し、得られた円筒状成形体の外周面に異方
   性方向と同方向の奇数極着磁を施してなる異方性円筒磁
   石の製造方法において。 前記成形空間の周囲の磁極部分に対応する位置に各々ヨ
   ークを設置しかつ各ヨークの外側にそれぞれ希土類コバ
   ルト磁石を設置すると共に、前記ヨーク間に磁場コイル
   を設置し、該磁場コイルにより前記成形空間の表面にパ
   ルス磁場を印加しかつ前記希土類コバルト磁石による静
   磁場を補助的に印加したことを特徴とする異方性円筒磁
   石の製造方法。