JPS60202913A - 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】 本発明は強磁性粉末と高分子化合物を含む混線物を磁場
中で射出成形する工程を含む異方性マグネットロールの
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、
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
ールが一般的に使用されている。

上記のマグネットロールにも種々の構造のものがあり、
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５３−４７０４３号公報参照）な
どが挙げられる。

しかるに前者の場合は、組立工鹸フとなるおよび低温減
磁が生ずるなどの問題があり、一方接者の場合は磁極間
部分にも磁石材料が使用されかつ焼結体の密度も約５（
］／ｃｍと犬ぎ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、拐料自体が脆弱であ
ることから焼結時あるいは焼結後にクラックや割れが発
生し易く、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
いわゆる複合磁石を用いたマグネットロールが提案され
、実用化が検詞され−（いる。（例えば特開昭５６−１
０８２０７号、同５７−１３０４０７号、同５７−１６
４５０号等の各公報参照） この円筒状磁石を製造する場合、複合磁石は焼結磁６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。（例えば特開昭５１−６２３９６号公報参照）異
方性複合磁石を射出成形の手法により製造する場合、一
般にプラスチックの射出成形と同様に原料混線物をノズ
ル口からスプルー、ランナーを経て注入口（ゲート）か
ら金型の成形空間（キャごティ）内に射出して成形品を
得ている。（例えば特開昭５１−２１１９８号及び同５
１−２１１９９号の各公報参照）その場合、成形品形状
が複雑な場合キャビティ内各部共に均一に原料混線物の
充填を行なうために各種ゲート（例えばフィルムゲート
、リングゲート、あるいはダイレクトゲート等）が提案
されでいる。さらにゲート位置は成形品を使用づる場合
寸法精度、磁気特性等の物性上問題とならない位置に設
けるのが普通である。

しかるにマグネットロールに組み込まれる異方性円筒状
複合磁石は長尺（通常は長さ／直径が５以上）であるた
め、均一充填するには円筒状成形空間（キャビティ）の
外周面上よりフィルムゲート、多点ピンポイントゲート
等の注入口を設は原料混練物を導入する方法が有効であ
るが、キャビディ外周には異方性を付！ｊさゼるための
ｖＡ場発生用の磁気回路が設置されており、更に円筒状
複合磁石の磁気特性を損う等の問題があり、この方法を
実施＝＋“ることは困難である。従って混線物の導入は
金型成形空間（キトビティ）の端面にゲートを設りる方
が有利である。この場合１、リンググー１〜又はビンポ
イントゲートが考えられるがリンググー１へは均一充填
には有効であるが離型時のゲート切断が困難であり、１
点のビンポイントゲートでは充填不足やウェルディング
ラインが発生し均一充填が困難で十分な磁気特性が得ら
れないという問題があった。

本発明の目的は、上述の従来技術の問題点を解消し、寸
法安定性と磁気特性が良好な異方性複合磁石、特に異方
性円筒状複合磁石を備えた異方性マグネットロールを得
ることのできる製造方法を提供することである。

本発明は強磁性粉末と高分子化合物を主体とする混線物
を磁場存在下、円筒状成形空間を有する金型内で射出成
形する工程を含む異方性マグネットロールの製造方法に
おいて、前記成形空間の端面に成形空間と同心の円周上
に複数個の注入口を設レノかつ該注入口を前記成形空間
の周囲に設（）られた磁気回路の磁極間に対応する位置
に配置し、該注入口より前記混線物を前記成形空間内に
尋人することを特徴とする異方性マグネットロールの製
造方法である。

以下本発明の詳ＩＩＩを図面により説明する。

第１図は本発明に使用される射出成形用金型の一例を示
１横断面図、第２図は第１図のＡ−Ａ断面図である。

両図において、金型は内部にコア２を同心に設けてなる
円筒状の成形空間１を有している。

成形空間１の周囲には、半径方向に着磁した永久磁石３
１〜３３と、円周方向に着磁した永久磁石４１〜４４と
、非磁性スペーサ５が設置されている。またこれらの外
周は軟磁性体からなるヨーク６で包囲されかつ、永久磁
石３１〜３３の内側７３ にも軟磁性体からなるヨーク７１〜−／−＋が設けられ
ている。このようにして永久磁石とヨークの組合せによ
り、永久磁石の磁束は有効に成形空間内に収束され、十
分なる磁場配向が可能となる。

（なお磁気回路の説明については、特願昭５８−１１７
８５７号参照） そしてノズル口１６の一端は金型磁気回路により形成さ
れる磁極、すなわちヨーク７１．７２．７３と］ア２の
中間部に位置するビンポイントゲート８１．８２．８３
に連通している。上記金型により射出成形を行なう場合
は、原料混線物を所定温度に加熱された金型に射出する
と、該混線物はノズル口１６から注入されスプルー１２
、ランナー１３を経て、３点ビンポイントゲート８１．
８２．８３より成形空間１内に充填される。上記混練物
が成形空間１に進む間に磁場により配向され、つむ）で
冷却固化される。しかる後型板１０および型板１１突出
して成形体を金型から取出す。この場合成形空間１内に
注入された混線物ビンポイントゲートが３点（８＋　、
８２．８３　）あるため、成形空間１内に均一に充填さ
れ、しかもゲート位置ガ金型磁気回路の極間に対応する
位置にあるため、混線物は適度に固化し、混練物中の強
磁性粉末は適度な磁場配向性が得られる。従って磁極近
傍と磁極間での成形体密度差が小さくなり割れのない、
かつ寸法精度の良好な成形体が得られる。

なお第２図において１５は突出ビンであり、その先端に
は下台９が固着されている。また下台９の反対側には型
板１０および１１が設けられ、型板１０および１１には
ノズル口１６とスプルー１２が設けられている。一方型
板１０にはスプルー１２に連通ずるランナー１３が設け
られ、３点のビンポイントゲート８１〜８３に連通され
ているため、均一充填が可能となり良好な磁場配向性が
得られる。

このようにして得られた成形体は、必要に応じて外径を
所定の寸法に加工し、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３図に示すようなマグネットロ
ールが得られる。第３図においＣ１１Ｇは外周に３極を
有する円筒状磁石、１７は軸をそれぞれ示している。

なお第２図においてコア２の代替として下台９にマグネ
ットロールの軸を立設することにより一体用出成形マグ
ネットロールの製造も可能となる。

上記の説明では、３極の着磁を施した円筒状磁石の製造
について述べたが、金型の磁石の数をふやＪことにより
５極以上のものを製造できることはもちろｌυ、磁石配
置を変更することにより４極、６極、８極等の偶数極の
ものが得られるしく特願昭５８−１０２１２７号参照）
、又多数個数も可能である（特願Ｄ：（５８−１５５９
７５号参照）。なお、本発明は永久磁石方式の金型に限
らず、永久磁石とパルス磁Ａを使用した金型や電磁石方
式の金型にも適用できるが、設備の小型化および簡略化
の点から永久磁石式金型が最も適当である。

また本発明では原料混線物は、通常の複合磁石に使用さ
れる次のような材料を用いて準備すればよい。

強磁性粉末としては、３ａフエライトあるいは３ｒフエ
ライト等のマグネットブランバイト型結晶構造を有する
フェライト粉末、Ａα−Ｎｉ　−ＣＯ系磁石粉末、Ｆｅ
　−Ｃｒ−Ｇｏ系磁石粉末、希土類コバルト磁石粉末、
希土類鉄磁石粉末等の公知の磁石粉末が使用できる。ま
た高分子化合物としては、種々の熱可塑性樹脂、例えば
ポリアミド樹脂、ポリエチレン、エチレン酢酸ビニル共
重合体、エチレンエチルアクリレート共重合体、ポリプ
ロピレン等が使用できる。またこの他にも、成形性を改
善Ｊるために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、更に強磁性粉末のぬれ性を改
善覆るために、その表面を有機ケイ素化合物、有機チタ
ネート化合物で予め処理Ｊることもできる。強磁性粉末
の配合量は、強磁性粉末：樹脂−８０〜９４　：　２０
〜６の重ω比となるようにすることが好ましい。これは
、強磁性粉末の配合ｍが上記範囲より少いと磁気特性が
低下し、その配合量が上記範囲より多いと成形が実質的
に困ｎとなるからである。

以下本発明を実施例によって更に詳細に説明づるが、こ
れにより本発明が限定されるものではない。

〈実施例〉 平均粒径１μｍの３ａフェライト粉末７．６５ｋＱにポ
リアミド樹脂（ナイロン６）　１，３５ｋｉｌを加え２
５０℃でニーダ−により混練した。この混線物を第１図
に示す磁気回路を有する金型を用い（Ａ）各磁極間に対
応する位置に３点のビンポイントゲートを用いた場合（
Ｂ）各磁極上に対応する位置に３点のビンポイントゲー
トを用いた場合（Ｃ）リングゲートを用いた場合（Ｄ＞
第１図におけるビンポイントゲート８２．８３を閉じて
１点のビンポイントゲートを用いｌ〔場合につき各々２
０本づつ同一条件にて射出成形した。この時の射出成形
条件を第１表に示づ。又ここで使用した金型の永久磁石
としては３ｒ　９．ＯＫＧ、１ト１ｃ　１０ＫＯｅの希
土類コバルト磁石（日立金属製Ｈ−２２Ａ　）であり成
型空間の表面の磁束密度分布は第４図に示す通りである
。得られた成形体（外径３０ｎ＋ｍφ、内径１２ｍｍφ
、長さ２６０１１１ｍ　＞に軸を固着し、ついで成形時
の異方性方向と同一方向に着磁を施し第３図に示す通り
のマグネットロールを得た。第２表にこれら４種のゲー
トを用い作成したマグネットロールのＮ極における表面
磁束密度および成型体の割れ、そりの測定結果（平均値
）を示す。第２表（Ｃ）のリングゲートを用いた場合は
、磁気特性も良好で、成形体に割れもなくソリも小さい
が離型時のゲート部で切断がすべて出来ない問題点があ
　つ　ノこ　。

第２表に示す通り本発明法−に従ってビンポイントゲー
トを磁気回路の各磁極間に対応する位置に配置すること
により磁気特性も良好で、割れがなくしかもソリの小さ
い寸法安定性に優れた異方性マグネットロールを得るこ
とかできた。

第１表 成形条件

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に使用される金型の位置例をポリ断面図
、第２図は第１図のＡ−Ａ断面図、第３図はマグネット
ロールの斜視図、第４図は第１図に示す金型の内面の磁
束密度分布を示す図である。 １：成形空間、２：コア、３．４：永久磁石、８１．８
２．８３：ピンポイントゲート第　ｌ　目 漆２　＠ 第３　図 ７

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線物を磁
   場の存在下、円筒状成形空間を有する金型内で射出成形
   する工程を含む異方性マグネットロールの製造方法にお
   いて、前記成形空間の端面に成形空間と同心の円周上に
   複数個の注入口を設け、かつ該注入口を前記成形空間の
   周囲に設けられた磁気回路の磁極間に対応する位置に配
   置し、該注入口より前記混線物を前記成形空間内に導入
   する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、永久磁石による磁場中で射出成形する特許請求の範
   囲第１項記載の異方性マグネットロールの製造方法。