JPS6341203B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は主として静電式複写機の磁気ブラシ現
像装置に、及び磁気ブラシクリーニング装置に用
いられるマグネツトロールの製造方法に関するも
のである。 〔従来の技術とその問題点〕 磁気ブラシ現像用マグネツトロールとしては、
一般に等方性又は異方性のフエライト系焼結磁石
が用いられているが、この磁石ではロール化時に
例えば下記のような多くの問題点がある。 (1) フエライト粉末を圧縮成形して直径に比べて
長さの大きなロール状とすることは通常の装置
では困難で、特殊な成形装置を用いねばならな
い。 (2) (1)で得た圧縮成型体は焼成がすむまで非常に
欠けやすく、もろいので取扱に細心の注意を要
する。 (3) 焼成時に大きく収縮し、寸法精度が悪いの
で、精度を上げるための後加工が必要である。 (4) 焼結したフエライトマグネツト自体も硬く、
脆いので、寸法精度を上げる加工は研削等によ
り行わなければならず、しかも研削砥石の切込
量を大きくできないために生産性が悪い。 これに対して、前記の焼結フエライト磁石ロー
ルの欠点を除去するために、高分子重合物にフエ
ライト粉末を配合したゴム磁石又はプラスチツク
磁石をロール状にして使用することが提唱されて
いるが、現像用磁気ロールとしては実用化に至つ
ていない。これはゴム磁石ロール及びプラスチツ
ク磁石ロールが、前記の焼結法によるフエライト
磁石ロールに比べて高分子重合物が入つている分
だけフエライト密度が低く、従つて磁気的に弱く
なり、磁気ブラシ現像用には適さないからであ
る。 そこで、この改良のため、ゴム又はプラスチツ
ク磁石ロールを異方化して磁束密度を高めること
が試みられている。その方法としては、第１図に
示したようにゴム磁石を薄いシート状５として、
フエライト粒子６の形状を利用して機械的にシー
ト面に対して直角方向へ磁化容易軸４を配向せし
めたゴム磁石シート５を、第２図に示したように
シヤフト１上に巻きつけてゴム磁石ロールを形成
し、着磁する方法（特開昭53−94940号参照）、及
び第３−ａ図に示したようにまずシート面に対し
て直角方向へ磁化容易軸を配向せしめたゴム磁石
シートをロール状に捲いて中実ロールサンプル１
０を作成し、ついで第３−ｂ図に示したようにこ
の中実ロール１０を、磁石ロールの着磁数に対応
する数、シヤフト（支持軸）１のまわりに接着
し、その後外周面から静水圧的に半径方向に圧縮
して、第３−ｃ図の如くゴム磁石ロール９を形成
して、各中実ロールサンプルの中心に磁極が配設
されるように着磁する方法（特開昭54−27995号
参照）とがある。 前者の方法により製造される磁石ロールは、磁
石ロール内部の磁束線の方向と磁化容易軸の方向
が完全には一致せず、場所によつては全く逆の向
きになつている部分も生じてしまい、磁束密度は
それ程向上しない。 後者の方法による場合は、磁束線に対して配向
はほぼ一致するが、製造工程が複雑になる上に、
磁気的に均質で、かつ寸法精度のよいロールを得
ることができない。 また、磁石材料と高分子化合物を含む混合物を
加熱溶融させたのち、ある程度固化した状態で外
部から着磁パターンに対応する磁界を印加しつつ
押出し成形する方法や、樹脂として熱硬化性樹脂
を用い、加圧圧縮、加熱、磁界印加しつつ加熱硬
化させて磁石ロールを製造する方法もあるが、上
記押出し成形法にあたつては、混合物がある程度
固化した状態（粘度が高い状態）で押出されなが
ら磁場が印加されるので、高分子化合物内での磁
石材料の配向が十分に行なわれず、従つて、得ら
れるロールの表面磁束密度が十分とは言えない。 更に、上記加熱硬化法では、ロール成形時に磁
界印加手段の他に、混合物加圧手段、混合物加熱
硬化手段を更に別個に設ける必要があり、製造が
複雑で面倒であり、更にコストもかかるという欠
点があつた。 本発明はこれら従来の欠点を解消したものであ
つて、磁気的に均質で、寸法精度がよく、磁束密
度が高く、かつ減磁の極めて少ない磁気ブラシ現
像用ロールが得られる改良された容易な製造方法
を提供するものである。 一般に磁気ブラシ現像又は磁気ブラシクリーニ
ング用磁石ロールは第４−ｂ図（正面断面図）に
示したように、シヤフト１の周囲に磁石材料２を
固定した構成となつており、このロール周面上の
半径方向に第４−ａ図（平面断面図）に示したよ
うに複数極着磁して使用される。この時磁石内を
通る磁束線は３のようになる。従つてこの磁束線
３と同じ方向にフエライトの磁化容易軸を配向す
ることができれば、より強力な磁気特性が得られ
ることになる。 本発明者等は特に磁束線密度の高い領域におい
てのみ、磁束線方向に磁化容易軸が配向されてい
れば磁気ブラシ現像用磁石ロールとしては充分で
あり、従来の異方性磁石ロールのようにロール全
体を異方性化する必要のないことを見出した。即
ち、本発明者等は磁気ブラシ現像又はクリーニン
グ用磁石ロールにおいては、隣うあう着磁極間の
ロール内部を通る磁束線の、少なくとも密度が高
い領域で、磁石ロールを構成する磁性材料の磁化
容易軸が、前記の磁束線方向に配向していればよ
いという事実に基づき、種々の製造方法を検討し
た結果、最良の製造方法を見出したものである。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、磁性材料と熱可塑性高分子化合物を
含む混合物を加熱し、該化合物を溶融させた後、
所定のロール形状内面を有する金型の周面から着
磁パターンに対応する磁界を印加しつつ、上記金
型内に上記混合物を射出させ、次いで上記混合物
を冷却固化させることからなる磁気ブラシ用磁石
ロールの製造方法であり、上記従来技術の問題点
を解消し、本目的を達成することができる。 本発明の一体成形磁石ロールは実質的に磁性材
料と熱可塑性高分子化合物とにより構成される混
合物を混練し、この混練物を加圧しながらロール
状又はパイプ状に成形するに際し、成形ロールの
磁性材料の磁化容易軸が着磁極間を通る磁束線方
向に配向するように外部から着磁パターンに対応
する磁界を印加する方法によつて作ることができ
るが、本発明では射出成形により形成する点が最
大の特徴である。例えば、実質的にフエライト粉
末と熱可塑性高分子化合物とで構成される組成物
を均一に混練したのち、電磁石等により強力な磁
界を発生させ、その磁気力によつて、フエライト
粒子の磁化容易軸を磁束線と同じ向きに配向させ
ながら射出成形してシヤフトを有するロール状成
形品、又はパイプ状成形品を得る。このようにし
て得られた成形品は着磁状態にあるのでそのまま
磁石ロールとするか又は一度消磁した後再度着磁
して磁石ロールとする。 本発明における磁石ロール組成物は、バリウ
ム、ストロンチウム、鉛のうち少なくとも一種を
含むフエライト粉末又は希土類磁石粉末等の磁気
異方性定数の大きい磁性材粒子70〜95重量％、熱
可塑性高分子化合物、例えば、ポリエチレン、ポ
リスチレン、塩素化ポリエチレン、ポリアミド、
ポリプロピレン等の高流動性化合物の単独または
組み合わせた樹脂５〜30重量％、固体可塑剤及び
（又は）液体可塑剤０〜10重量％、滑剤０〜３重
量％、及び必要に応じてその他の添加剤から成
る。これ等の組成物をロール、ニーダー、バンバ
リー等により混練配合した後、静電複写用磁気ブ
ラシロール用着磁パターンに対応する磁界中で、
上記組成物を所定のロール形状内面を有する金型
内面に射出したのち冷却固化して高磁束密度の樹
脂磁石ロールを得ることができる。本発明に於い
て熱可塑性高分子化合物としてゴム系のものを使
用することは、他の組成物と混練配合する際、及
びロール状又はパイプ状に成形する際に、流動化
を妨げるため好ましくない。 ここで、磁気異方性定数の大きい磁石粒子は第
５図に示すような磁化容易軸４をもつている。磁
石に外部より磁界を加えると磁石内に磁束線が発
生するが、この時磁石粒子が容易に動ける状態で
あれば、その磁化容易軸４が磁束線と同じ向きに
配向する性質がある。 例えば上記混練組成物は第６−ａ図（平面断面
図）及び６−ｂ図（正面断面図）に示したような
非磁性体領域と磁性体領域から成る金型７を用
い、ロール状又はパイプ状に成形する際に磁気ブ
ラシ用磁石ロールとして着磁すべき極と同じ場所
に外部から電磁石１３等で磁界を加えて磁束線を
発生させて、溶融状態にある樹脂に配合されてい
る磁性粒子の磁化容易軸を磁束線の向きに配向さ
せることができる。 上述の製造方法および該製造方法によつて得ら
れる磁石ロールには下記に示すような特徴があ
る。 (1) 金型内に磁性材料が混合された熱可塑性高分
子化合物の樹脂溶融物を射出しつつ磁界を印加
して、磁性材料を配向させるため、押出し成形
に比べて、磁性材料樹脂混合物のより低粘度状
態中での配向が可能になり、磁性材料の配向性
が高い。また、押出し成形に比べ、金型により
加圧されるので、磁性材料が高充填される。以
上の結果得られる磁石ロールは、押出し成形に
比べ、高密度かつ、磁束密度の高いものとな
る。 (2) 熱可塑性高分子化合物を使用しているのでロ
ール製造時に、金型と磁界印加手段だけです
み、別途、加圧手段、加熱手段が不要となり、
製造設備、製造工程が簡略化でき、より低コス
トで磁石ロールを得ることができる。 (3) 可撓性があるため、割れたり欠けたりしにく
く、耐衝撃性がある。 (4) 型を用いて成形されるので寸法精度が高く、
後加工を必要としない。 (5) 焼結磁石に比べて密度が低いために軽量化が
計れる。 (6) プラスチツク磁石、ゴム磁石は焼結フエライ
ト磁石に比べて減磁が少ない。 次に実施例をあげて本発明を説明する。 実施例 １ 以下の成分（重量％）を有する配合物３種（No.
１、２及び３）をロールミルにて130〜180℃の温
度で10〜15分間混練した後、粉枠機にて粉枠して
ペレツトを得た。

【表】 得られた３種のペレツトについて、電磁石１３
により第６−ａ図及び第６−ｂ図に示した様な金
型７で10KOe〜15KOeの磁界を印加しながら、
シリンダー温度（樹脂温度）200〜250℃、射出圧
力1000Kg／cm²、金型温度60℃、冷却時間３分間の
条件で成形して、外径34mm、内径10mm、長さ370
mmの磁石ロールを得た。この磁石ロールの密度及
び表面上での磁束密度を表に示す。

【表】 従来の等方性焼結フエライト磁石の密度は4.5
〜5.0であり、従つて本発明磁石の方が軽量であ
り、又フエライト磁石で同形状の磁石ロールを作
つた場合の表面磁束密度は1050Gであり、これに
比べ本発明磁石では100〜360G磁束密度が向上し
ている。 また、同一ペレツトを用い押出し成形により作
成した比較例１の磁石ロールに比し、160G磁束
密度が高く、密度も0.06高かつた。 比較例 １ 実施例１の配合物No.２で得たペレツトを用いて
第６−ａ図及び第６−ｂ図に示したのと同様な装
置を押出機のノズル部に取付けて、10KOe〜
15KOeの磁界を印加しながら、シリンダー温度
（樹脂温度）180〜220℃、金型温度180〜190℃の
成形条件で押出して外径34mm、内径10mmのパイプ
状成形品を得た。これを所定の寸法に切断して磁
石ロールを得た。この磁石ロールの密度は3.02
ｇ／cm³で表面磁束密度は1170Gであつた。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３−ａ図、第３−ｂ図及び
第３−ｃ図は従来のゴム磁石ロールの異方化に関
する説明図であり、第４−ａ及び第４−ｂ図は通
常の磁気ブラシ現像用磁石ロールの構成及び着磁
パターンを示す平面断面図及び正面断面図であ
り、第５図は磁気異方性定数の大きい磁石粒子の
磁化容易軸を示し、第６−ａ図及び第６−ｂ図は
本発明の実施例で使用する成形型の平面断面図及
び正面断面図である。 図中符号：１……シヤフト、２……磁性材料、
３……磁束線、４……磁化容易軸、５……磁石シ
ート、６……磁石粒子、７……金型、８……イン
サートシヤフト又はコアピン、９……磁石ロー
ル、１０……中実ロール、１１……非磁性体、１
２……磁性体、１３……電磁石。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 磁性材料と熱可塑性高分子化合物を含む混合
   物を加熱し、該化合物を溶融させた後、所定のロ
   ール形状内面を有する金型の周面から着磁パター
   ンに対応する磁界を印加しつつ、上記金型内に上
   記混合物を射出させ、次いで上記混合物を冷却固
   化させることからなる磁気ブラシ用磁石ロールの
   製造方法。