JPH0533802B2 - - Google Patents
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- JPH0533802B2 JPH0533802B2 JP62025584A JP2558487A JPH0533802B2 JP H0533802 B2 JPH0533802 B2 JP H0533802B2 JP 62025584 A JP62025584 A JP 62025584A JP 2558487 A JP2558487 A JP 2558487A JP H0533802 B2 JPH0533802 B2 JP H0533802B2
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- Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)
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Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は、複写機やプリンター等に用いられる
磁気ブラシ現像ローラに用いられる樹脂磁石であ
るマグネツトローラーの製造方法及びそれに用い
得る金型に関するものである。 〔従来の技術〕 従来より複写機やその他の機器に使用されるマ
グネツトローラーとしては、等方性あるいは異方
性の焼結マグネツトや、樹脂マグネツトを芯金に
貼り付けたり圧入したものが一般的であつた。
又、近年に於いては、射出成形法による特公昭39
−28287や特公昭56−5045の応用により内部に極
異方性配向一体成形を行なつた特開昭56−108207
など多数の出願がなされている。 しかしながら、従来例に於ける焼結マグネツト
の貼り合せにあつては、欠けやすい、接着に手間
がかかるコストが高い等の問題があつた。さらに
焼結一体成形マグネツトに於いても焼き割れ、ソ
リ等により歩留まりが悪い、寸法精度が出ない等
の問題が有り、さらに重い、２次加工によりコス
トが高い等の問題はまぬがれなかつた。又、ゴ
ム、プラスチツクによる樹脂磁石の貼り合せにあ
つても、やはり接着、２次加工等によりコストが
高い等の問題があつた。その為近年に於ては、樹
脂磁石による一体成形のものも出現している。し
かし、等方性のものに於いては、磁力が不足して
いるのが現状である。そこでマグネツトローラー
の異方性化が多数試みられている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかし、長尺で中実又は中空のマグネツトロー
ラーに於いては、ラジアル配向が不可能な為に、
モーター用ローラで試みられている極異方性配向
や２極配向の応用による一体化が一般的に行なわ
れている。極異方性配向に於いては、金型内や金
型外にコイルを配置したり、又、永久磁石を配置
したりする方法が提案されているが実用上、下記
の問題がある。 パルス磁界を発生するコイルを金型に内蔵し
た方式については、装置的には小型で済み理想
的であるが、パルス幅が短い為に、配向度が向
上せず高性能のものが得られない。特に静電現
象用マグネツトローラーに於いては高い表面磁
束密度が要求される為に磁性粉の含有量の高い
ものを使用する為に成形材料のみかけ粘度が非
常に高くパルス磁界で配向することは現実的に
は、ほとんど不可能であつた。 永久磁石を金型内に内蔵した方式について
は、装置的には割り合い小型で済み有効である
が、やはりマグネツトローラーに於いては、成
形材料の粘度が高い為に磁性粉を完全に配向さ
せることができなかつた。又、量産上に於いて
成形品が金型に強く吸い付けられる為に、金型
から離型させる際完全に冷却するまでサイクル
を長くしないとソリ等の変形を起こし、歩留ま
りが非常に悪くなり量産上は、効率が悪く問題
があつた。 静磁界を発生するコイルを金型に内蔵する方
式については、２極より多極にして極異方性配
向させた場合、金型内の磁極の配置が第９図に
示す様に様々な方向に向いて並べられる為にパ
ーテイングライン上にキヤビテイーを並べられ
ず、キヤビテイーまわりの必要スペースが大き
くなり、さらにコイルを内蔵する大きなスペー
スが必要となる。又、その為に取個数が限定さ
れてしまい、やはり量産上、生産性が非常に悪
かつた。 静磁界を発生するコイルを金型の外に設置す
る場合についてもやはり、２極マグネツトより
多極にして極異方性配向させた場合にキヤビテ
イー近傍の磁極配置が上記と同様になり同様
の問題点があると共に、さらに金型外のコイル
へつなげる為の磁路が金型内外で広がる為に内
造タイプよりも１つのキヤビテイーを形成する
に必要なスペースが、いつそう広がつてしまう
問題があつた。その為やはり多数個取りが非常
に困難な為に生産性が非常に悪いという欠点を
有していた。 さらにマグネツトローラーの性能面において
極数が４極よりも多くなつた場合、極異方性配
向の欠点である配向度の低下が起こり、配向し
ている部分が表面層に近いところのみとなり、
中心に近い部分の磁性粉が有効利用されない為
に磁気効率が低下してしまう欠点がある。これ
は下記の２つの大きな原理的な欠点があるため
である。 ａ○ 第１２図に示すように、極数が増加するに
従い極異方性配向の原理である磁気回路とな
る隣接する磁極対間において、それを最短距
離で結ぶ弦となる磁極ギヤツプ間のいちばん
磁場の強くかかる部分がキヤビテイーの中心
部に対して極数が増えるほど外側の表面方向
へ移動してしまうことである。この為に中心
部においては磁極のギヤツプ間のパーミアン
スによつて定義される非常に弱い漏で磁束に
よつてしか配向ができずマグネツトローラー
の様に磁性粉含有量の多いものにおいては材
料のみかけの粘土が非常に高いためにん完全
には磁性粉を配向できず特性が低下してしま
う欠点があつた。 ｂ○ さらに磁極が増加するに従つて磁極対が対
向して配置されていないために、磁力線が隣
接する磁気回路となる磁極間のキヤビテイー
のギヤツプを通らずに第１３図中に矢印で示
すように直接キヤビテイーのまわりの磁極間
でリークしてしまう欠点がある。このため金
型内の磁気回路としての効率が大きく低下し
てしまつていた。その結果やはり配向度が低
下してしまい特性が低下してしまう欠点があ
つた。 さらに静電現象用ではなくモーター用ロータ
ーの製造方法として２極で一方向に成形配向を
行ない多極に着磁に使用する方法が実公昭53−
38159や特開昭61−112310に開示されている。
これらによれば上記の金型内で磁極が多方向に
広がる問題点を一応解決することができると考
えることは記載されていないが容易に類推する
ことができる。しかし、これらの従来の方法に
於いては、静電現象用マグネツトローラーを製
造した場合には、以下のようないくつかの問題
点を有していた。 (A) 磁力が弱い。 極異方性配向の場合は、マグネツトローラーの
ほとんどの体積を有効に使用する為に特に多極に
しない限り金型に於いても、磁気効率が良く配向
度を上げることが可能である。しかし、２極配向
多極着磁の場合、第１０図の要な一様に平行な磁
界を用いて配向する為に第１１図に示す様な成形
品となつてしまう。その為に、マグネツトローラ
ー内の磁性粉個々のもつエネルギーが、表面磁束
として高い値を必要とする所に対しては、すべて
が直線上にあるわけではなくマグネツト上の磁極
位置から少し離れた位置に於いては、表面磁束密
度が必要な位置とは磁路として方向がずれてしま
う為に結果としては磁気効率はラジアル配向と同
様の様に配向度は高くても、ベクトルがずれてい
る分低下してしまい、着磁の際もそのはずれた部
分については磁路ではないのでベクトルがずれて
しまい各磁性粉が発揮できる磁力の最大値までフ
ル着磁されない為に一見良さそうでも結果的には
極異方性配向よりもかなり劣つてしまう欠点があ
る。 (B) 分布特性がコントロールできない。 又、静電現象用マグネツトローラーの必要特性
としては、上述の表面磁束密度の高さのほかに、
画像特性に特に影響を与えるものとして、そのマ
グネツトローラーから空間に放出している磁束の
分布特性の良悪がある。極異方性配向はこの点に
ついては問題がないが２極配向、多極着磁マグネ
ツトローラーに於いては、種々の欠点があること
がわかつた。つまり、マグネツトローラーとして
は、現象部分等に於いては、均一な真すぐに立つ
たトナーの穂立ちが必要であり、また急激に表面
磁束密度を円周方向分布に於いて部分的に高くし
たり低くしたりすることが設計的に必要である。
しかし、２極配向多極着磁を行なう方法に於いて
は、上述の様にそのマグネツトローラー上の必要
な磁極位置に於いて磁性粉の異方化方向が単一の
方向を向いているのみで必要な波形になる様に集
束していない為に表面磁束密度波形も単一の方向
を向いている磁性粉により一義的に決定されてし
まつた分布を持つてしまい、波形をうまく着磁ヨ
ークの形状と着磁の強弱だけでコントロールする
ことは非常に困難であつた。まして、表面磁束密
度の絶対値を上げる為にフルパワーで着磁を行な
い同時に分布波形をコントロールすることはまつ
たく不可能であつた。つまり、極異方性配向を応
用したマグネツトローラーに於いては、表面磁束
密度分布、高さを極数が少ない場合は同時に満た
すことはできても工業的には非常に生産性が低い
という欠点があり、２極配向多極着磁を応用した
マグネツトローラーに於いては、生産性は高くて
も表面磁束密度の高さ、分布特性をクリアーする
ものができないという欠点があつた。 本発明は上記問題点に鑑み成されたものであり
その目的は、磁性粉の含有量の多いものでも強力
かつ配向度よく配向し強い磁力を得ることが可能
であり、また表面磁束密度の高さ及び分布を制御
することができ、さらに歩留りが良く多数個取り
も可能で生産性が良い、マグネツトローラーの製
造方法及びそれに用い得る金型を提供することに
ある。 〔問題点を解決する手段〕 本発明の上記目的は、軸に対して直角な断面に
おける周辺部に、対向する一対の起磁極と終磁極
とからなる磁極対の３つ以上を構成する複数の磁
極を有し、 前記磁極は、それぞれの各磁極対における起磁
極と終磁極を結ぶ直線が前記断面上において互い
にほぼ平行となり、かつ隣り合う磁極は異なる磁
性を有するように配置されており、 しかも、磁性粉が、前記断面の周辺部において
各磁極の磁気的ピークの中心に向つて収束する方
向に配向されており、 前記断面の中心部分においては前記各磁極対の
起磁極と終磁極を結ぶ直線にほぼ平行に成るよう
に配向されているマグネツトローラーの製造方法
であつて、 ａ 起磁極と終磁極からなる配向用磁極対の複数
を、ローラー成形用キヤビテイーを挟んで一方
の側に起磁極が、他方の側に終磁極が並び、か
つ前記マグネツトローラーの磁極対の配置に対
応するように配置し、これら配向用磁極対から
同一方向の互いにほぼ平行な磁束をかけつつ該
キヤビテイーに注入された磁性粉を含む樹脂材
料を成形し、各配向用磁極に対応する位置に磁
極を有し、かつ前記磁性粉が各配向用磁極近傍
において各配向用磁極の磁気的ピークの中心に
向つて収束する方向で、それ以外の部分では各
磁極対から発生されたほぼ平行な磁束に対応し
てほぼ平行に配向されたローラー状成形品を得
る工程と、 ｂ 該工程ａで得られたローラー状成形品の磁極
の一部の磁性を反転させ、隣りあう磁極が異な
るように着磁する工程 とを有することを特徴とするマグネツトローラー
の製造方法によつて達成される。 また、上記工程ａに用い得る本発明の金型は、
磁性粉を含む樹脂材料を成形配向したマグネツト
ローラーを成形するために磁性材で作つたキヤビ
テイーの断面中心を通る線上の左右にそれぞれ配
向用起磁極部材と配向用終磁極部材を設け、 前記各磁極部材を少なくとも３分割するため
に、前記中心線に平行な長手形状の非磁極材で作
つたスペーサーを前記キヤビテイー断面中心線と
各スペーサーの長手方向が平行であつて、かつ、
前記各スペーサーの先端部がキヤビテイーの一部
を構成するように配置し、 前記起磁極部材からの磁力線は前記スペーサー
によつて分割されてキヤビテイー内の前記磁性粉
を、前記起磁極と前記終磁極を結ぶ直線上に沿つ
て前記断面において互いにほぼ平行となり、か
つ、各磁極の磁気的ピークの中心に向つて収束す
るように構成した ことを特徴とする。 本発明の方法において、樹脂磁石材料（強磁性
体粉末とバインダー）としては従来公知のものが
使用されるが、成形配向の際に磁力線を成形品に
対し一方方向に流すことにより配向させる力が大
きいため、またマグネツトローラーの中心部の磁
性粉まで全て配向されるため、強磁性体粉末の含
有量の多い材料も難無く用いることができる。 本発明において、配向用磁力線をかけるための
磁極をなす強磁性材料の材質を変化させることに
より、また磁極の断面積を変化させることによ
り、あるいはその両方を変化させることにより成
形品の表面磁束密度を簡単に制御することができ
る。すなわち上述の方法により、各磁極間を通過
する磁束量を変化させて、成形品内部に於いて各
極に起こる磁気連鎖による配向された磁性粉の体
積比率そのものを変化させることにより、表面磁
束密度の分布コントロールが、着磁の強弱をつけ
ることなく、各極ともフル着磁の状態で行なわれ
マグネツトローラーの内部のすべての磁性粉の最
大エネルギーを取り出しながら行なえるわけであ
る。 以下、図面を参照にしつつ本発明を具体的に説
明する。 〔実施例〕 第１図〜第６図は本発明の実施例の各工程を模
式的に示すものである。また第９図〜第１１図は
従来の実施例を示したものである。 第１図は本発明の特徴を最もよく表わす金型内
キヤビテイーまわりの図面であり、同図に於い
て、１ならびに４はキヤビテイーをはさんで対向
した強磁性材で構成した磁性粉の配向用の磁極
（磁極部材）であり、第８図に示す成形機におい
て２４ならびに１８で示す磁場発生用コイルから
の磁束を２５，２０で示す成形機プラテンを通し
て金型キヤビテイーまで誘導するためのものであ
る。さらに７，８，９及び１０，１１，１２は、
上記１ならびに４の磁極と一体に構成された磁極
部であり、１４で示す円筒形のキヤビテイー空間
をはさんでほぼ対向させた状態に配置されてい
る。すなわち磁力線が流れ出す起磁極となる磁極
部である７，８，９と磁力線が流れ込む終磁極と
なる磁極部１０，１１，１２とが向かい合つて並
んでおり、７と１０，８と１１，９と１２がそれ
ぞれ磁極部対を形成しており７と１０を結ぶ線、
８と１１を結ぶ線、９と１２を結ぶ線がほぼ同一
平面上にありほぼ平行となる様に各磁極部が配置
されている。ここで各磁極は従来公知であるよう
な強磁性材で構成されている。また２，３，５，
６は非磁性材で構成されたスペーサーである。 すなわち、第８図の成形機が有する金型は、キ
ヤビテイーを挟んで対向する一対の磁極１，４の
キヤビテイー側端部に非磁性材からなるスペーサ
ーで分割された磁極部を有することを特徴として
いる。 このような構成を金型が有することで、成形機
内におけるパーテイング部を挟んた両側に磁極部
を振り分けて配置できるようになり、成形機内に
パーテイング面に沿つて空間の余裕ができ、その
空間を利用して多数個取りを可能とする多数のキ
ヤビテイーの並列化を行なうことができる。 このような構成において第８図において１８，
２４で示す磁場発生用コイルに電流を流すと、そ
こで発生した磁束（磁力線）は、２０の可動側成
形機プラテンを通つて金型内の強磁性材料で構成
された１の磁極から、２，８，９の磁極部（起磁
極）に分かれ、１４のキヤビテイー内に流れ込み
第１図に１３で示す様にギヤツプ間のパーミアン
スの分布に従つて流れ、対向する１０，１１，１
２の磁極（終磁極）に集まる用に流れる。その磁
束は４の磁極を通して第８図の２５で示す固定側
プラテンを通つて、１９で示すタイバーを通り、
閉ループとなる用に構成されている。 以上のように磁束が閉ループを形成している状
態に於いて、溶融させた樹脂磁石材料（強磁性体
粉末とバインダー）を１４のキヤビテイーに射出
注入を行なうと、第２図に示す用に磁性粉１５の
配向が第１図で示した磁力線の流れに従つて起こ
る。磁力線は第１図で示すようキヤビテイー内に
おいては広がり磁極部においては収束するため、
磁性粉も第２図で示すように磁極部において収束
した状態に配向される。このような配向のため成
形品内部の磁性粉が有効に用いられ、成形品の所
望の位置に磁力線が集中されるため、表面磁束密
度の高い、磁力の強いマグネツトローラーを得る
ことができる。第２図に示すような磁性粉の配向
状態を保持しつつ冷却固化させて、取り出すと第
３図に示す成形品が得られる。その際の第３図に
示す成形品の表面磁束密度の分布は第５図上段に
示す様になる。 次に第３図で示す成形品に例えば第６図に示す
ような従来公知のヨーク１６と着磁コイル１７を
主体とする着磁器を用いて、第３図における左側
の中段のＳ極（終磁極）に着磁器のＮ極（起磁
極）付与部を対応させ、右側の中段のＮ極に着磁
器のＳ極付与部を対応させて、十分に強い電流を
付与しつつ着磁を行なえば成形品のＳ極とＮ極が
反転し、第５図下段に示すように成形品周面にお
いてＳ極とＮ極が交互に着磁されているマグネツ
トローラーが得られる。すなわち、成形品の一部
の磁極の磁性はそのまま残して利用し、他の磁極
の磁性を反転させて所望の磁極の配置が形成され
る。第５図下段の成形品の表面磁束密度の分布は
第４図に示す様になつている。 以上のような方法で４極と６極のプラスチツク
マグネツトローラーを作成し、その評価を行つ
た。評価は最大表面磁束密度900［Ｇ］以上、半減
時幅60％以下という複写機用現象ローラーとして
一般的に必要な代表スペツクと比較する。なお半
減時幅は第１４図に示すＡ，Ｂを用いて下記式で
表される。 半減時幅＝（Ａ／Ｂ）×100［％］ （この値が大きいほど波形が広がつている） テスト１として本発明の４極マグネツトローラ
ー及び従来の極異方性配向品及び２極配向品を試
験し、テスト２として本発明の６極マグネツトロ
ーラー及び従来の極異方性配向品及び２極配向品
を試験し、その結果を第１表，第２表に示した。
なおいずれの試料も、材料としては公知のプラス
チツクマグネツト材料にストロンチウムフエライ
トを90wt％混合させたものを用い、金型温度110
℃、成形温度280℃で射出成形を行なうことによ
りφ＝20mmと14mmの２種類のマグネツトローラー
を製造した。
磁気ブラシ現像ローラに用いられる樹脂磁石であ
るマグネツトローラーの製造方法及びそれに用い
得る金型に関するものである。 〔従来の技術〕 従来より複写機やその他の機器に使用されるマ
グネツトローラーとしては、等方性あるいは異方
性の焼結マグネツトや、樹脂マグネツトを芯金に
貼り付けたり圧入したものが一般的であつた。
又、近年に於いては、射出成形法による特公昭39
−28287や特公昭56−5045の応用により内部に極
異方性配向一体成形を行なつた特開昭56−108207
など多数の出願がなされている。 しかしながら、従来例に於ける焼結マグネツト
の貼り合せにあつては、欠けやすい、接着に手間
がかかるコストが高い等の問題があつた。さらに
焼結一体成形マグネツトに於いても焼き割れ、ソ
リ等により歩留まりが悪い、寸法精度が出ない等
の問題が有り、さらに重い、２次加工によりコス
トが高い等の問題はまぬがれなかつた。又、ゴ
ム、プラスチツクによる樹脂磁石の貼り合せにあ
つても、やはり接着、２次加工等によりコストが
高い等の問題があつた。その為近年に於ては、樹
脂磁石による一体成形のものも出現している。し
かし、等方性のものに於いては、磁力が不足して
いるのが現状である。そこでマグネツトローラー
の異方性化が多数試みられている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかし、長尺で中実又は中空のマグネツトロー
ラーに於いては、ラジアル配向が不可能な為に、
モーター用ローラで試みられている極異方性配向
や２極配向の応用による一体化が一般的に行なわ
れている。極異方性配向に於いては、金型内や金
型外にコイルを配置したり、又、永久磁石を配置
したりする方法が提案されているが実用上、下記
の問題がある。 パルス磁界を発生するコイルを金型に内蔵し
た方式については、装置的には小型で済み理想
的であるが、パルス幅が短い為に、配向度が向
上せず高性能のものが得られない。特に静電現
象用マグネツトローラーに於いては高い表面磁
束密度が要求される為に磁性粉の含有量の高い
ものを使用する為に成形材料のみかけ粘度が非
常に高くパルス磁界で配向することは現実的に
は、ほとんど不可能であつた。 永久磁石を金型内に内蔵した方式について
は、装置的には割り合い小型で済み有効である
が、やはりマグネツトローラーに於いては、成
形材料の粘度が高い為に磁性粉を完全に配向さ
せることができなかつた。又、量産上に於いて
成形品が金型に強く吸い付けられる為に、金型
から離型させる際完全に冷却するまでサイクル
を長くしないとソリ等の変形を起こし、歩留ま
りが非常に悪くなり量産上は、効率が悪く問題
があつた。 静磁界を発生するコイルを金型に内蔵する方
式については、２極より多極にして極異方性配
向させた場合、金型内の磁極の配置が第９図に
示す様に様々な方向に向いて並べられる為にパ
ーテイングライン上にキヤビテイーを並べられ
ず、キヤビテイーまわりの必要スペースが大き
くなり、さらにコイルを内蔵する大きなスペー
スが必要となる。又、その為に取個数が限定さ
れてしまい、やはり量産上、生産性が非常に悪
かつた。 静磁界を発生するコイルを金型の外に設置す
る場合についてもやはり、２極マグネツトより
多極にして極異方性配向させた場合にキヤビテ
イー近傍の磁極配置が上記と同様になり同様
の問題点があると共に、さらに金型外のコイル
へつなげる為の磁路が金型内外で広がる為に内
造タイプよりも１つのキヤビテイーを形成する
に必要なスペースが、いつそう広がつてしまう
問題があつた。その為やはり多数個取りが非常
に困難な為に生産性が非常に悪いという欠点を
有していた。 さらにマグネツトローラーの性能面において
極数が４極よりも多くなつた場合、極異方性配
向の欠点である配向度の低下が起こり、配向し
ている部分が表面層に近いところのみとなり、
中心に近い部分の磁性粉が有効利用されない為
に磁気効率が低下してしまう欠点がある。これ
は下記の２つの大きな原理的な欠点があるため
である。 ａ○ 第１２図に示すように、極数が増加するに
従い極異方性配向の原理である磁気回路とな
る隣接する磁極対間において、それを最短距
離で結ぶ弦となる磁極ギヤツプ間のいちばん
磁場の強くかかる部分がキヤビテイーの中心
部に対して極数が増えるほど外側の表面方向
へ移動してしまうことである。この為に中心
部においては磁極のギヤツプ間のパーミアン
スによつて定義される非常に弱い漏で磁束に
よつてしか配向ができずマグネツトローラー
の様に磁性粉含有量の多いものにおいては材
料のみかけの粘土が非常に高いためにん完全
には磁性粉を配向できず特性が低下してしま
う欠点があつた。 ｂ○ さらに磁極が増加するに従つて磁極対が対
向して配置されていないために、磁力線が隣
接する磁気回路となる磁極間のキヤビテイー
のギヤツプを通らずに第１３図中に矢印で示
すように直接キヤビテイーのまわりの磁極間
でリークしてしまう欠点がある。このため金
型内の磁気回路としての効率が大きく低下し
てしまつていた。その結果やはり配向度が低
下してしまい特性が低下してしまう欠点があ
つた。 さらに静電現象用ではなくモーター用ロータ
ーの製造方法として２極で一方向に成形配向を
行ない多極に着磁に使用する方法が実公昭53−
38159や特開昭61−112310に開示されている。
これらによれば上記の金型内で磁極が多方向に
広がる問題点を一応解決することができると考
えることは記載されていないが容易に類推する
ことができる。しかし、これらの従来の方法に
於いては、静電現象用マグネツトローラーを製
造した場合には、以下のようないくつかの問題
点を有していた。 (A) 磁力が弱い。 極異方性配向の場合は、マグネツトローラーの
ほとんどの体積を有効に使用する為に特に多極に
しない限り金型に於いても、磁気効率が良く配向
度を上げることが可能である。しかし、２極配向
多極着磁の場合、第１０図の要な一様に平行な磁
界を用いて配向する為に第１１図に示す様な成形
品となつてしまう。その為に、マグネツトローラ
ー内の磁性粉個々のもつエネルギーが、表面磁束
として高い値を必要とする所に対しては、すべて
が直線上にあるわけではなくマグネツト上の磁極
位置から少し離れた位置に於いては、表面磁束密
度が必要な位置とは磁路として方向がずれてしま
う為に結果としては磁気効率はラジアル配向と同
様の様に配向度は高くても、ベクトルがずれてい
る分低下してしまい、着磁の際もそのはずれた部
分については磁路ではないのでベクトルがずれて
しまい各磁性粉が発揮できる磁力の最大値までフ
ル着磁されない為に一見良さそうでも結果的には
極異方性配向よりもかなり劣つてしまう欠点があ
る。 (B) 分布特性がコントロールできない。 又、静電現象用マグネツトローラーの必要特性
としては、上述の表面磁束密度の高さのほかに、
画像特性に特に影響を与えるものとして、そのマ
グネツトローラーから空間に放出している磁束の
分布特性の良悪がある。極異方性配向はこの点に
ついては問題がないが２極配向、多極着磁マグネ
ツトローラーに於いては、種々の欠点があること
がわかつた。つまり、マグネツトローラーとして
は、現象部分等に於いては、均一な真すぐに立つ
たトナーの穂立ちが必要であり、また急激に表面
磁束密度を円周方向分布に於いて部分的に高くし
たり低くしたりすることが設計的に必要である。
しかし、２極配向多極着磁を行なう方法に於いて
は、上述の様にそのマグネツトローラー上の必要
な磁極位置に於いて磁性粉の異方化方向が単一の
方向を向いているのみで必要な波形になる様に集
束していない為に表面磁束密度波形も単一の方向
を向いている磁性粉により一義的に決定されてし
まつた分布を持つてしまい、波形をうまく着磁ヨ
ークの形状と着磁の強弱だけでコントロールする
ことは非常に困難であつた。まして、表面磁束密
度の絶対値を上げる為にフルパワーで着磁を行な
い同時に分布波形をコントロールすることはまつ
たく不可能であつた。つまり、極異方性配向を応
用したマグネツトローラーに於いては、表面磁束
密度分布、高さを極数が少ない場合は同時に満た
すことはできても工業的には非常に生産性が低い
という欠点があり、２極配向多極着磁を応用した
マグネツトローラーに於いては、生産性は高くて
も表面磁束密度の高さ、分布特性をクリアーする
ものができないという欠点があつた。 本発明は上記問題点に鑑み成されたものであり
その目的は、磁性粉の含有量の多いものでも強力
かつ配向度よく配向し強い磁力を得ることが可能
であり、また表面磁束密度の高さ及び分布を制御
することができ、さらに歩留りが良く多数個取り
も可能で生産性が良い、マグネツトローラーの製
造方法及びそれに用い得る金型を提供することに
ある。 〔問題点を解決する手段〕 本発明の上記目的は、軸に対して直角な断面に
おける周辺部に、対向する一対の起磁極と終磁極
とからなる磁極対の３つ以上を構成する複数の磁
極を有し、 前記磁極は、それぞれの各磁極対における起磁
極と終磁極を結ぶ直線が前記断面上において互い
にほぼ平行となり、かつ隣り合う磁極は異なる磁
性を有するように配置されており、 しかも、磁性粉が、前記断面の周辺部において
各磁極の磁気的ピークの中心に向つて収束する方
向に配向されており、 前記断面の中心部分においては前記各磁極対の
起磁極と終磁極を結ぶ直線にほぼ平行に成るよう
に配向されているマグネツトローラーの製造方法
であつて、 ａ 起磁極と終磁極からなる配向用磁極対の複数
を、ローラー成形用キヤビテイーを挟んで一方
の側に起磁極が、他方の側に終磁極が並び、か
つ前記マグネツトローラーの磁極対の配置に対
応するように配置し、これら配向用磁極対から
同一方向の互いにほぼ平行な磁束をかけつつ該
キヤビテイーに注入された磁性粉を含む樹脂材
料を成形し、各配向用磁極に対応する位置に磁
極を有し、かつ前記磁性粉が各配向用磁極近傍
において各配向用磁極の磁気的ピークの中心に
向つて収束する方向で、それ以外の部分では各
磁極対から発生されたほぼ平行な磁束に対応し
てほぼ平行に配向されたローラー状成形品を得
る工程と、 ｂ 該工程ａで得られたローラー状成形品の磁極
の一部の磁性を反転させ、隣りあう磁極が異な
るように着磁する工程 とを有することを特徴とするマグネツトローラー
の製造方法によつて達成される。 また、上記工程ａに用い得る本発明の金型は、
磁性粉を含む樹脂材料を成形配向したマグネツト
ローラーを成形するために磁性材で作つたキヤビ
テイーの断面中心を通る線上の左右にそれぞれ配
向用起磁極部材と配向用終磁極部材を設け、 前記各磁極部材を少なくとも３分割するため
に、前記中心線に平行な長手形状の非磁極材で作
つたスペーサーを前記キヤビテイー断面中心線と
各スペーサーの長手方向が平行であつて、かつ、
前記各スペーサーの先端部がキヤビテイーの一部
を構成するように配置し、 前記起磁極部材からの磁力線は前記スペーサー
によつて分割されてキヤビテイー内の前記磁性粉
を、前記起磁極と前記終磁極を結ぶ直線上に沿つ
て前記断面において互いにほぼ平行となり、か
つ、各磁極の磁気的ピークの中心に向つて収束す
るように構成した ことを特徴とする。 本発明の方法において、樹脂磁石材料（強磁性
体粉末とバインダー）としては従来公知のものが
使用されるが、成形配向の際に磁力線を成形品に
対し一方方向に流すことにより配向させる力が大
きいため、またマグネツトローラーの中心部の磁
性粉まで全て配向されるため、強磁性体粉末の含
有量の多い材料も難無く用いることができる。 本発明において、配向用磁力線をかけるための
磁極をなす強磁性材料の材質を変化させることに
より、また磁極の断面積を変化させることによ
り、あるいはその両方を変化させることにより成
形品の表面磁束密度を簡単に制御することができ
る。すなわち上述の方法により、各磁極間を通過
する磁束量を変化させて、成形品内部に於いて各
極に起こる磁気連鎖による配向された磁性粉の体
積比率そのものを変化させることにより、表面磁
束密度の分布コントロールが、着磁の強弱をつけ
ることなく、各極ともフル着磁の状態で行なわれ
マグネツトローラーの内部のすべての磁性粉の最
大エネルギーを取り出しながら行なえるわけであ
る。 以下、図面を参照にしつつ本発明を具体的に説
明する。 〔実施例〕 第１図〜第６図は本発明の実施例の各工程を模
式的に示すものである。また第９図〜第１１図は
従来の実施例を示したものである。 第１図は本発明の特徴を最もよく表わす金型内
キヤビテイーまわりの図面であり、同図に於い
て、１ならびに４はキヤビテイーをはさんで対向
した強磁性材で構成した磁性粉の配向用の磁極
（磁極部材）であり、第８図に示す成形機におい
て２４ならびに１８で示す磁場発生用コイルから
の磁束を２５，２０で示す成形機プラテンを通し
て金型キヤビテイーまで誘導するためのものであ
る。さらに７，８，９及び１０，１１，１２は、
上記１ならびに４の磁極と一体に構成された磁極
部であり、１４で示す円筒形のキヤビテイー空間
をはさんでほぼ対向させた状態に配置されてい
る。すなわち磁力線が流れ出す起磁極となる磁極
部である７，８，９と磁力線が流れ込む終磁極と
なる磁極部１０，１１，１２とが向かい合つて並
んでおり、７と１０，８と１１，９と１２がそれ
ぞれ磁極部対を形成しており７と１０を結ぶ線、
８と１１を結ぶ線、９と１２を結ぶ線がほぼ同一
平面上にありほぼ平行となる様に各磁極部が配置
されている。ここで各磁極は従来公知であるよう
な強磁性材で構成されている。また２，３，５，
６は非磁性材で構成されたスペーサーである。 すなわち、第８図の成形機が有する金型は、キ
ヤビテイーを挟んで対向する一対の磁極１，４の
キヤビテイー側端部に非磁性材からなるスペーサ
ーで分割された磁極部を有することを特徴として
いる。 このような構成を金型が有することで、成形機
内におけるパーテイング部を挟んた両側に磁極部
を振り分けて配置できるようになり、成形機内に
パーテイング面に沿つて空間の余裕ができ、その
空間を利用して多数個取りを可能とする多数のキ
ヤビテイーの並列化を行なうことができる。 このような構成において第８図において１８，
２４で示す磁場発生用コイルに電流を流すと、そ
こで発生した磁束（磁力線）は、２０の可動側成
形機プラテンを通つて金型内の強磁性材料で構成
された１の磁極から、２，８，９の磁極部（起磁
極）に分かれ、１４のキヤビテイー内に流れ込み
第１図に１３で示す様にギヤツプ間のパーミアン
スの分布に従つて流れ、対向する１０，１１，１
２の磁極（終磁極）に集まる用に流れる。その磁
束は４の磁極を通して第８図の２５で示す固定側
プラテンを通つて、１９で示すタイバーを通り、
閉ループとなる用に構成されている。 以上のように磁束が閉ループを形成している状
態に於いて、溶融させた樹脂磁石材料（強磁性体
粉末とバインダー）を１４のキヤビテイーに射出
注入を行なうと、第２図に示す用に磁性粉１５の
配向が第１図で示した磁力線の流れに従つて起こ
る。磁力線は第１図で示すようキヤビテイー内に
おいては広がり磁極部においては収束するため、
磁性粉も第２図で示すように磁極部において収束
した状態に配向される。このような配向のため成
形品内部の磁性粉が有効に用いられ、成形品の所
望の位置に磁力線が集中されるため、表面磁束密
度の高い、磁力の強いマグネツトローラーを得る
ことができる。第２図に示すような磁性粉の配向
状態を保持しつつ冷却固化させて、取り出すと第
３図に示す成形品が得られる。その際の第３図に
示す成形品の表面磁束密度の分布は第５図上段に
示す様になる。 次に第３図で示す成形品に例えば第６図に示す
ような従来公知のヨーク１６と着磁コイル１７を
主体とする着磁器を用いて、第３図における左側
の中段のＳ極（終磁極）に着磁器のＮ極（起磁
極）付与部を対応させ、右側の中段のＮ極に着磁
器のＳ極付与部を対応させて、十分に強い電流を
付与しつつ着磁を行なえば成形品のＳ極とＮ極が
反転し、第５図下段に示すように成形品周面にお
いてＳ極とＮ極が交互に着磁されているマグネツ
トローラーが得られる。すなわち、成形品の一部
の磁極の磁性はそのまま残して利用し、他の磁極
の磁性を反転させて所望の磁極の配置が形成され
る。第５図下段の成形品の表面磁束密度の分布は
第４図に示す様になつている。 以上のような方法で４極と６極のプラスチツク
マグネツトローラーを作成し、その評価を行つ
た。評価は最大表面磁束密度900［Ｇ］以上、半減
時幅60％以下という複写機用現象ローラーとして
一般的に必要な代表スペツクと比較する。なお半
減時幅は第１４図に示すＡ，Ｂを用いて下記式で
表される。 半減時幅＝（Ａ／Ｂ）×100［％］ （この値が大きいほど波形が広がつている） テスト１として本発明の４極マグネツトローラ
ー及び従来の極異方性配向品及び２極配向品を試
験し、テスト２として本発明の６極マグネツトロ
ーラー及び従来の極異方性配向品及び２極配向品
を試験し、その結果を第１表，第２表に示した。
なおいずれの試料も、材料としては公知のプラス
チツクマグネツト材料にストロンチウムフエライ
トを90wt％混合させたものを用い、金型温度110
℃、成形温度280℃で射出成形を行なうことによ
りφ＝20mmと14mmの２種類のマグネツトローラー
を製造した。
【表】
以上説明したように、本発明のマグネツトロー
ラーの製造方法によれば、 金型内磁極部の全てがほぼ同一方向に向いた対
向した磁極構造をとるため、パーテイング面に添
つて空間の余裕ができて多数個取りが容易であ
り、生産性を３〜６倍にもすることができる。 また、磁力の必要な所へ配向用磁束が収束され
て磁性粉の磁化容易軸（磁力線に添うように向く
磁性粉の中心軸のこと）のベクトルが収束される
ため、表面磁束密度の特性について大幅な性能向
上が達成される。 また、脱磁工程が必要ないため、脱磁用装置が
不必要で生産性が良い。 また磁極部間を通過する磁束量を磁極部対間で
変化させて使用される磁性粉の体積比率を変化さ
せれば、フル着磁での状態で表面着磁密度の分布
のコントロールを行なうことが可能である。
ラーの製造方法によれば、 金型内磁極部の全てがほぼ同一方向に向いた対
向した磁極構造をとるため、パーテイング面に添
つて空間の余裕ができて多数個取りが容易であ
り、生産性を３〜６倍にもすることができる。 また、磁力の必要な所へ配向用磁束が収束され
て磁性粉の磁化容易軸（磁力線に添うように向く
磁性粉の中心軸のこと）のベクトルが収束される
ため、表面磁束密度の特性について大幅な性能向
上が達成される。 また、脱磁工程が必要ないため、脱磁用装置が
不必要で生産性が良い。 また磁極部間を通過する磁束量を磁極部対間で
変化させて使用される磁性粉の体積比率を変化さ
せれば、フル着磁での状態で表面着磁密度の分布
のコントロールを行なうことが可能である。
第１図は本発明の金型のキヤビテイー近傍の断
面図、第２図はキヤビテイーに樹脂磁石材料を射
出注入配向した状態の断面図、第３図は、成形取
り出し後のマグネツトローラーの断面図、第４図
は着磁後のマグネツトローラーの断面図、第５図
はマグネツトローラーの周面の磁束分布グラフ
（第５図の上段は成形取り出し後の磁束分布を、
下段は着磁後の磁束分布をそれぞれ示す）、第６
図は着磁器の模式図、第７図は第２図と同様で４
極のもの、第８図は本実施例に用いた磁場射出成
形装置と金型部を示す模式図、第９図は従来から
の極異方性配向成形による配向方法を示す模式
図、第１０図は２極配向を説明する模式図、第１
１図は２極配向品を脱磁後再着磁したマグネツト
ローラーの断面図、第１２図は極異方性配向品の
断面図、第１３図は従来からの極異方性配向成形
による配向方法の問題点を示す模式図、第１４図
は半減時幅を説明する図、第１５図はマグネツト
ローラーを現像機に装着している部分の模式図で
ある。 １，４…磁極（磁極部材）（なお、１は起磁極
部材、４は終磁極部材である。）、２，３，５，６
…スペーサー（非磁性材）、７，８，９…磁極部
（起磁極）、１０，１１，１２…磁極部（終磁極）、
１３…磁束（磁力線）の流れ、１４…金型内キヤ
ビテイー、１５…磁性粉、１６…ヨーク、１７…
着磁コイル、１８，２４…磁場発生用コイル、２
０…可動側成形機プラテン、２１…固定側金型、
２３…可動側金型、２５…固定側成形機プラテ
ン、２６，２７，２８…磁極。
面図、第２図はキヤビテイーに樹脂磁石材料を射
出注入配向した状態の断面図、第３図は、成形取
り出し後のマグネツトローラーの断面図、第４図
は着磁後のマグネツトローラーの断面図、第５図
はマグネツトローラーの周面の磁束分布グラフ
（第５図の上段は成形取り出し後の磁束分布を、
下段は着磁後の磁束分布をそれぞれ示す）、第６
図は着磁器の模式図、第７図は第２図と同様で４
極のもの、第８図は本実施例に用いた磁場射出成
形装置と金型部を示す模式図、第９図は従来から
の極異方性配向成形による配向方法を示す模式
図、第１０図は２極配向を説明する模式図、第１
１図は２極配向品を脱磁後再着磁したマグネツト
ローラーの断面図、第１２図は極異方性配向品の
断面図、第１３図は従来からの極異方性配向成形
による配向方法の問題点を示す模式図、第１４図
は半減時幅を説明する図、第１５図はマグネツト
ローラーを現像機に装着している部分の模式図で
ある。 １，４…磁極（磁極部材）（なお、１は起磁極
部材、４は終磁極部材である。）、２，３，５，６
…スペーサー（非磁性材）、７，８，９…磁極部
（起磁極）、１０，１１，１２…磁極部（終磁極）、
１３…磁束（磁力線）の流れ、１４…金型内キヤ
ビテイー、１５…磁性粉、１６…ヨーク、１７…
着磁コイル、１８，２４…磁場発生用コイル、２
０…可動側成形機プラテン、２１…固定側金型、
２３…可動側金型、２５…固定側成形機プラテ
ン、２６，２７，２８…磁極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 軸に対して直角な断面における周辺部に、対
向する一対の起磁極と終磁極とからなる磁極対の
３つ以上を構成する複数の磁極を有し、 前記磁極は、それぞれの各磁極対における起磁
極と終磁極を結ぶ直線が前記断面上において互い
にほぼ平行となり、かつ隣り合う磁極は異なる磁
性を有するように配置されており、 しかも、磁性粉が、前記断面の周辺部において
各磁極の磁気的ピークの中心に向つて収束する方
向に配向されており、 前記断面の中心部分においては前記各磁極対の
起磁極と終磁極を結ぶ直線にほぼ平行に成るよう
に配向されているマグネツトローラーの製造方法
であつて、 ａ 起磁極と終磁極からなる配向用磁極対の複数
を、ローラー成形用キヤビテイーを挟んで一方
の側に起磁極が、他方の側に終磁極が並び、か
つ前記マグネツトローラーの磁極対の配置に対
応するように配置し、これら配向用磁極対から
同一方向の互いにほぼ平行な磁束をかけつつ該
キヤビテイーに注入された磁性粉を含む樹脂材
料を成形し、各配向用磁極に対応する位置に磁
極を有し、かつ前記磁性粉が各配向用磁極近傍
において各配向用磁極の磁気的ピークの中心に
向つて収束する方向で、それ以外の部分では各
磁極対から発生されたほぼ平行な磁束に対応し
てほぼ平行に配向されたローラー状成形品を得
る工程と、 ｂ 該工程ａで得られたローラー状成形品の磁極
の一部の磁性を反転させ、隣りあう磁極が異な
るように着磁する工程 とを有することを特徴とするマグネツトローラー
の製造方法。 ２ 磁性粉を含む樹脂材料を成形配向したマグネ
ツトローラーを成形するために磁性材で作つたキ
ヤビテイーの断面中心を通る線上の左右にそれぞ
れ配向用起磁極部材と配向用終磁極部材を設け、 前記各磁極部材を少なくとも３分割するため
に、前記中心線に平行な長手形状の非磁極材で作
つたスペーサーを前記キヤビテイー断面中心線と
各スペーサーの長手方向が平行であつて、かつ、
前記各スペーサーの先端部がキヤビテイーの一部
を構成するように配置し、 前記起磁極部材からの磁力線は前記スペーサー
によつて分割されてキヤビテイー内の前記磁性粉
を、前記起磁極と前記終磁極を結ぶ直線上に沿つ
て前記断面において互いにほぼ平行となり、か
つ、各磁極の磁気的ピークの中心に向つて収束す
るように構成したことを特徴とするマグネツトロ
ーラー成形用金型。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2558487A JPS6464208A (en) | 1987-02-07 | 1987-02-07 | Manufacture of magnet roller |
| US07/049,966 US4954800A (en) | 1986-05-20 | 1987-05-15 | Magnet and method of manufacturing the same |
| US07/468,008 US5181971A (en) | 1986-05-20 | 1990-01-22 | Magnet and method of manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2558487A JPS6464208A (en) | 1987-02-07 | 1987-02-07 | Manufacture of magnet roller |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6464208A JPS6464208A (en) | 1989-03-10 |
| JPH0533802B2 true JPH0533802B2 (ja) | 1993-05-20 |
Family
ID=12169964
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2558487A Granted JPS6464208A (en) | 1986-05-20 | 1987-02-07 | Manufacture of magnet roller |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6464208A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5722944B2 (ja) * | 2013-04-26 | 2015-05-27 | 株式会社日本製鋼所 | プラスチック磁石の製造方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60124812A (ja) * | 1983-12-09 | 1985-07-03 | Seiko Epson Corp | 永久磁石 |
| JPH0126418Y2 (ja) * | 1984-09-20 | 1989-08-08 | ||
| JPS61112310A (ja) * | 1984-11-07 | 1986-05-30 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 永久磁石の製造方法 |
-
1987
- 1987-02-07 JP JP2558487A patent/JPS6464208A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6464208A (en) | 1989-03-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |