JPS59226367A - 異方性マグネツトロ−ルの製造方法 - 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
の画像再生装置に使用される異方性マグネットロールに
関する。

この種の画像再生装置においては、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）を使用して磁気ブラシ法等
により静電潜像を現像するために、非磁性スリーブの内
部にマグネットロールな設けた磁石ロールが使用されて
いる。捷だこの磁石ロールは、転写後の画像担体表面に
残留する磁性現像剤を除去するためのクリーニングロー
ルとしても使用されている。

上記のマグネットロールにも種々の構造のものが知られ
ており、例えば実公昭５７　９７９８匍報に記載されて
いるような、フェライト粉末を磁場中成形後焼結して得
られる長尺の異方性ブロック磁石を軸の周囲に固定した
ものや、ノ・−ドフエライトからなる円筒状永久磁石を
軸の周囲に固定したもの（例えば特公昭５５−６９０７
号公報、特公昭５５−４７０４３号公報等参照）などが
挙げられる。しかるに前者の場合は、組立工数が犬とな
るおよび低温減磁が生ずるなどの問題があり、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５１Ｚｔｒ＆と大きいため重量が犬となるという
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クラック、
割れが発生し易く、鋳造磁石と比較して歩留が悪いとい
う問題がある。

これに対して、主として軽量化のため処、強磁性粉末（
一般にはフェライト粉末）と高分子化合物（一般にはゴ
ム又はプラスチック材料）を主体とする混合物を押出成
形あるいは射出成形等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いわゆる樹脂磁石を用い
たマグネットロールが提案され、実用化されつつある。

このマグネットロールな製造する場合、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、成形時あるいは成形後に強磁性粉
末の磁化容易軸を着磁後のマグネットロールの内部の磁
力線の方向に揃える、いわゆる異方性化の工程が必要な
ことはよく知られている（例えば特開昭５１−６２５９
６号公報参＠）。

上記の異方性マグネットロールな製造する方法も棟々提
案されているが、例えば、第１図眞示すような、磁性体
からなるヨーク１と非磁性体からなるスペーサ２を、コ
ア４を有する成形空間５を取凹んで交互に組合せ、外周
に複数個の磁化コイル３を設置した金型を用いる（例え
ば特開昭５７−１７０５０１号、同５７−１７０５０２
号の各公報参照）が、あるいは第２図に示すような、コ
ア４をイタする成形空間５の外周に接する如く、磁性体
からなるヨーク乙の内部に磁化コイル３を設置した金型
を用いる方法が一般的である。

しかしながら第１図に示す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Ｋ、大電圧低
電流型の電源を用いると共に、磁化コイルの巻数を多く
して起磁力（アンペアターン）を高めることが行われる
が、次のような欠点がある。すなわち、コイル収容スペ
ースを広くする必要があるので設備が火星化してしまう
一文金型の外側からヨークにより、磁化コイルで励起さ
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
さを大とせさるを得ず、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。

一方第２図に示す金型を用いる場合は、特公昭５８−８
５７１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（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犬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。

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マグネットロー
ルが得られる異方性マグネットロールの製造方法を提供
することである。

本発明の異方性マグネットロールの製造方法は、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しかつ磁性体からなる金型内で
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に偶数個の着磁を施してなる異方性
マグネットロールの製造方法において、前記成形空間の
周囲の前記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円周方向に沿りて交互に異極性
が並ぶ如く希土類コバルト磁石を設置すると共に、前記
各ヨーク間に前記希土類コバルト磁石との間に反発磁気
回路を形成する希土類コバルト磁石をそれぞれ設置した
金型な用い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３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３図において、金型は内部にコア４を同心に設けてな
る円筒形の成形空間５の周囲に、半径方向に着磁された
希土類コバルト磁石７１〜７４と、円周方向に着磁され
た希土類コバルト磁石８Ｉ〜８４を設置すると共に、こ
れら永久磁石の外周を軟磁性体からなるヨーク９で取り
囲みかつ永久磁石７１〜７４の内側にも各々軟磁性体か
らなるヨーク１０゜〜１０４殊けて形成されている。

上記構成による金型の磁気回路を説明すると次の通りで
ある。

まず永久磁石９１〜９４は、成形空間５内に異方性化の
ため罠必要な磁界を発生するために図示の如く交互にＮ
極と８極が成形空間５に対向する如く設置される。

次にヨーク１０１〜１０４は永久磁石７１〜７４から生
ずる磁束な有効に成形空間５内に収束させるために設け
られる。また永久磁石８．〜８４は、永久磁石７１と７
２＋７２と’８　＋　７８と７４および７４と７１との
間で短絡する磁束を実質的に無（すために、相隣る永久
磁石７１〜７４の成形空間５側の磁極と同極性の磁極が
隣接するように設置されている。そしてヨーク９は磁気
回路のパーミアンスを高（しかつ閉じた磁気回路を形成
するために使用される。

上記構成によれば、希土類コバルト磁石の磁束を有効に
成形空間内に収束せしめることができるため、従来の如
くの磁場電源や磁化コイルを用いずとも異方性化に必要
な、４０００〜８，０００Ｑ７度の磁界を発生すること
ができる。この場合、希土類コバル）４石としてはＢｒ
がａ、ｏ　００Ｇ以上（より好捷しくけ９，０００Ｑ以
上）でかつＩ）（Ｏが１０．００００ｅ以上（より好ま
しくは１５．００００ｅ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−
２４５０５号明細書参照）が適している。

本発明においては、上記の金型を用いて例えば次のよう
にして異方性マグネッ）ロールを得ることができる。

１ず原料としては、Ｈａ−フェライトもしくはＳｒ−フ
ェライトなどのフェライト粉末、アルニコ磁石粉末、Ｆ
ｅ−Ｃｒ−Ｃｏ系磁石粉末あるいは希土類コバルト磁石
粉末等の強磁性粉末とフチレン〜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。ただし希土類コバルト
磁石粉末としてはＲＣＯ孫のものが好ましく、鳥ｃｏ、
□系のものでは弱い異方性の付与であれば可能である。

この場合強磁性体粉末の配合量は磁気特性の点から６０
重葉チ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（数重量係以下）加えてもよく、更に強磁
性粉末と高分子化合物とのぬれ性の改善のために有機ケ
イ素化合物あるいは有機チタネート化合物などの添加物
を加えてもよい。

次にこの原料混線物を上記金型を有する射出成形機ある
いは押出成形機圧投入し、磁場中で成形して円筒状の成
形体が得られる。

得られた成形体を冷却固化し、必要に応じて外周に機械
加工を施し、ついで軸を固着した後異方性方向と同方向
に着磁して例えば第４図に示すような異方性マグネット
ロールが得られる。なお第４図において、１１は円筒磁
石、１２は軸を示している。

上記の実施例では、４極対称着磁を施したマグネットロ
ールの製造について説明したが、磁極数はこれに限らす
６極以上が可能であることはもちろん、非対称の磁極配
置を有するマグネットロールの製造に適用できることは
言うまでもない。捷だ金型に使用する希土類コバルト磁
石の形状、寸法ならびヨーク形状等については、要求さ
れる磁気特性に応じて有限要素法的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，６Ｆｅ２０
ｓ　）７．６５Ｋｇにポリアミド系樹脂（ナインロン６
；部品名）１．３５に９を加えて約２４０℃でバッチ式
ニーダにより混練した。この混線物を第３図に示す金型
をそなえた実験用射出成形機に投入し、２７０℃の温度
、７０に９／ｃＩＩの圧力下で金型内に射出し、ついで
冷却固化した。この場合永久磁石７１〜７４及び８１〜
８４としてはＢｒが９．００００　、　ＩＨＯが１０．
００００ｅのもの（日立金属製Ｈ−２２Ａ）を用い、ヨ
ーク９およびｉｏ、〜１０４としてＳＳ材を用いて、成
形空間５の外周面に第５図に示すような磁場を生じさせ
た。ついで成形体（外径３０ｍｍφ、内径１２叫φ、長
さ２６０＋ｎｍ）を外径２４ｎａｎφに加工し、軸を固
着して４極対称着磁を施してマグネットロールを得た。

得られたマグネットロールの円周方向の磁束密度を測定
したところ、第６図に示す如く艮好な結果が借られた。

以上に記述の如く、本発明によれば、磁場電源ならびに
磁化コイル付の金型な用いずとも、高性能の異方性マグ
ネットロールが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はそれぞれ従来の異方性マグネット
ロールの製造法に使用される金型の一例を模式的に示す
概略断面図、第６図は本発明に使用される金型の一例を
模式的に示す概略断面図、第４図は第３図の金型の内周
面の磁束密度分の一例を示す図、第５図は本発明により
得られた異方性マクネットロールの断面図、第６図は第
５図のマクネッ）−−ルの表面の磁束密度分布を示す図
である。 Ｌ６＋９１１０１〜１０４：ヨーク、２ニスペーサ、３
：磁化コイル、４：コア、５：成形空間、７１〜７４１
８１〜８４：希土類コバルト磁石 出願人　日立金属株式会社、ハ１″ −一一″ 第　１　口 第４凶 躬　３　図 ０Ｉ 第　汁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、　強磁性粉末と高分子化合物を主体とする混合物を
   出湯の存在下、円筒状の成形空間を有しかつ磁性体から
   なる金型内で射出又は押出成形し、得られた円筒状成形
   体の外周囲に異方性方向と同方向に偶数極着磁を施して
   なる異方性マグネットロールの製造方法において、前記
   成形空間の周囲の前記磁極部分に対応する位置に各々ヨ
   ークを設置しかつ該各ヨークの外側に円周方向に沿って
   交互に異極性が並ぶ如く、希土類コバルト磁石を設置す
   ると共に、前記各ヨーク間に前記希土類コバルト磁石と
   の間に反発磁気回路を形成する希土類コバルト磁石をそ
   れぞれ設置した金型を用いたことを特徴とする異方性マ
   グネットロールの製造方法２、　８０００Ｇ以上のＢｒ
   と１ｏ、ｏｏｏ　Ｏｅ以上のＩＨＯを有する希土類コバ
   ルト磁石を用いる特許請求の範囲第２項記載の異方性マ
   グネットロールの製造方法