JPS6212105A - マグネツトロ−ル - 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】 産業上の利用分野 本発明は、強磁性粉末と樹脂を主体とする混練物を磁場
中で射出成形の手法によりシャフトと一体成形したマグ
ネットロールに関するものである。

従来の技術 電子写真複写機、ファクシミリ、プリンター等のｉｉＩ
像再生装Ｅ１（乾式）においては、磁性現像剤（磁性キ
ャリアとＩ・ナーとの混合扮体である二成分現像剤ある
いは一成分系の磁性１〜ナー等）の限送手段（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ｍ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に使用される。

上記のマグネッ！−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ｆａ　ＪＲ中でプレス成形際
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
に固定して成形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１〜からなる円筒状永久磁石を軸に固
着して成形した永久磁石部材を用いるもの（例えば特公
昭５５−６９０７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、一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５（１／ｃｍ３と大ぎいため
ｍｆｆ１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ックや割れが発生し易（、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５６−１０８２０７号、同５７−１３０
４０７＠、同５７−１６４５０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
りも磁ｔ５）の充１眞密度が低いのでフェライト磁石と
同等の磁器特性を得るためには、冷却−固化が完了づる
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、いわゆる異方性化が必要で
あり、磁場を印加しながら射出成形を行なうのが普通で
ある。

マグネッ！・ロールの正面図である第６図および第６因
の４１ｔｒｆＩ面図である第７図に示すように、磁場中
射出成形に際しては、製造工程の簡略化のために金型内
に予めシャフト２をセットしておき、樹脂磁石１とシャ
ツ２とを一体インサート成形することが行なわれる。こ
のシャフト２としては機械的強度の点から金属製シャフ
ト、即ら、８４５Ｃ等の磁性シャフトもしくは５ＵＳ３
０４等の非磁性シャフトを用いるのが一般的である。

なＪ３、マグネットロールの正面図である第４図および
第４図の横断面図である第５図に示ずように、樹脂磁石
１の原料（以下コンパウンドと称す）費の低減と軽量化
のためにシ１？フトとしてアルミニウムパイプ３を用い
ることもあるが、シャフトの両端部にパイプシャフトよ
り小径の軸部を保持するためフランジを嵌入する必要上
、金ｊｌｌ！ｌｌシャフト２を嵌め込んだ組合せ構造と
なっており、コスト高の原因となっている。

発明が解決しようとする問題点 マグネットロールのコストの低減を図るには、樹脂磁石
の肉厚を」肉色する必要があり、従ってシャフト径を大
き（せねばならぬが、上述のアルミニウムパイプを用い
たものでもシャフトの製作費が高価となり、この費用が
材料費の低減分以上となり、トータルコストではかえっ
て割高となる　−という問題点があった。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明は、強磁性粉末と樹
脂を主体とする円筒状樹脂磁石をシャフトの周囲に一体
成形したマグネットロールにおいて、シャフトの外周に
非磁性充填層を設け、該充填層の外周に樹脂磁石を形成
したのである。

作　　用 樹脂磁石を支持する金属製シャフトの外周に非磁性充填
層を設けたことにより、金属製シャフトを大口径化する
ことなく、樹脂磁石の薄肉化が行える。

実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、本発明のマグネットロールの正面図であり、
第２図は、第１図の横断面図である。

第１図および第２図に示すように、まず金属製シャフト
２を準備し、該シャフト２の外周に充填材を充填して非
磁性充填層４を形成する。この充填１１４の形成法は次
のとおりである。

（１）プラスチックや紙などの非磁性材よりなるパイプ
を金属製シャフト２に嵌め込む。この際接着剤を併用し
てもよい。

（２）プラスチック材を金属製シャフト２にコーティン
グする。

Ｐプラスチック材としては、塩化ビニル。

ＡＢＳ樹脂などの樹脂で、かつ安価な材料が好ましい。

このようにして非磁性充填層４を形成したシャフトを金
型内にセットしておき、樹脂磁石原料を射出成形の手法
により一体成形して前記充ＩＩ１層４の外周に樹脂磁石
１を形成する。この際充填層端部の樹脂磁石原料によっ
ては、注入側は射出温度が高いために溶けてしまうこと
もあるが、第３図の縦断面図に示すようにＡｉ、ＢＳな
どの非磁性金属製のキャップ５を端部にはめて予め補強
しておくことが望ましい。

上述の射出成形によるマグネットロールの製造工程は次
のとおりである。

強磁性粉末として３ａフエライト、３ｒフエライトなど
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、アルニコ磁石粉末、　ＦＯ−Ｃｒ−Ｇｏ系磁石
粉末、希土類コバルト磁石粉末、−８土類鉄磁石粉末等
の公知の強磁性粉末を使用することができる。上記強磁
性粉末は最適の組成で、最適の粉砕、熱処理等を施した
ものでその粉体特性は本出願人の出願に係る特願昭５９
−３２０８２号に記述した如く、表面が滑らかで真球度
の高い粒子が望ましく、上記強磁性粉末を２種以上組み
合わせてもよい。粒度範囲は個々の強磁性粉末の磁化の
メカニズムにより異なり、ハードフェライト粉末等につ
いては平均粒計０．５〜３μｍの粒子が、又アルニコ磁
石、Ｆｅ　−Ｏｒ　−ＣＯ系磁石、希土類鉄磁石、希土
類コバルト磁石については平均粒径５００μｍ以下の粉
末を有利に用いることができる。

これらの強磁性粉末の配合量は全体の８０〜９６重量％
となるように定めればよい。強磁性粉末の配合量が８０
重量部未満では所定の磁気特性が得難く、その配合量が
９６重量部を越えると、成形がほぼ困難となる。強磁性
粉末は樹脂とのぬれ特性を改善するために、予めその表
面を有機ケイ素−化合物もしくは有機チタネート化合物
等の表面改質剤で被覆してもよい。

また、バインダー樹脂としてはメルトインデックスが３
ｇ／ｌ　０ｍ１ｎ　、　　（ＡＳＴＭ　　Ｄ−１２３８
）以上の熱可塑性樹脂を有利に用いることができる。望
ましくは例えば塩化ビニル、塩化ビニリデン、アクリロ
ニトリル共重合体、塩化ビニル−アクリロニトリル共重
合体、塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合体、塩
化ビニリデン−塩化ビニル共重合体、塩化ビニリデン−
酢酸ビニル共重合体、ポリアミドエラストマー、熱可塑
性ポリウレタン、ＡＢＳ樹脂、エチレン酢酸ビニル−塩
化ビニルグラフト重合体、エチレンエチルアクリレート
共重合体、エチレン酢酸ビニル共重合体。

塩化ビニル−プロピレン共重合体、および前記樹脂とポ
リアミド、ポリスチレン、ポリサルホン。

ボリアリレート、ポリアセタール、ポリカーボネート、
ポリブチレンテレフタレート、ポリエーテルリルフオン
、ポリフェニレンサルファイド、ボフエニレンオキサイ
ド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエチレンテレフ
タレート、メタクリル樹脂、ポリエチレン、アクリル酸
エステル樹脂ポリプロピレン等との１種以上を適ｍ配合
したブレンド樹脂を有利に使用できる。

その他、成形性を改善するためにポリエチレンワックス
、ステアリン酸カルシウム、酸アミド化合物等を少量（
数乗１％）加えてもよい。また、フタル酸エステル等の
可塑剤あるいは三塩基性硫酸鉛、二塩基性ステアリン酸
鉛、ジアルキルスズジラウレート、トリアルキル亜リン
酸エステル。

エポキシ化脂肪油等の安定剤、芳香族アミン、アルキル
フェノール、Ｂ’−８−チオプロピオン酸エステル等の
抗酸化剤を少量（数ｍｊ１％）加えてもよい。

上記種々の材料からなる混線物を準備し、ついで、充填
層を有するシャフトをインサートし、かつ周囲に電磁石
もしくは永久磁石を設けた金型内に注入し、磁場を印加
しつつ加熱しながら射出成形し、そして冷却固化後金型
から成形体を取出す。

異方性化を十分に行なうためには、１０．０００Ｇ程度
の磁場中で成形を行なうことが適当である。

所望の用途に応じ任意の数の磁極を設けるように異方性
化処理を行なうことができる。また設備の小形化および
簡略化の点からは、永久磁石による磁界中で射出成形す
るのが有利である（例えば本出願人の出願に係る特願昭
５８−１０２１２７号および同５８−１１７８５７号明
細自参照）。このようにして得られた成形体はさらに加
工する必要なくマグネットロールに使用できるが、必要
に応じ外径を所定の寸法に加工してもよい。得られた成
形体は異方性方向と同方向に着磁し、必要に応じ適当な
スリーブ内に収納した後に現像装置やクリーニング装置
等に組み込む。

次に本発明の具体例について述べる。直径１０φ（ＩＩ
Ｉｌｌ）の８４５Ｃ製シヤフトに外径１４φ〈ｍｌ１１
）×内径１０φ（Ｕ＋）の塩ビパイプを嵌め込んで充Ｉ
ａｌｌｉ！ｆｆを形成し、この充填層を有するシレフト
を金型（配向用磁気回路は特願昭５８−１０２１２７号
に従う）内に設置し、樹脂原料である平均粒径１μｍの
３ｒフ工ライト８９重量部とエチレン・エチルアクリレ
ート共重合体１１！Ｉ！ｆｆｉ部からなる混線物を射出
成形の手法により一体成形して外径２０１ＩＩｌφ、長
さ２６０ｍｍの対称６極のマグネットロールを得た。成
形は、金型温度４０℃、射出温度２５０℃、射出圧力１
２００　ｋｌ／ｃｍ２の条件で行なった。

従来の等方性フェライト磁石に比較し、このようにして
得られた異方性マグネットロールは、第１表に示すよう
に高磁力を有しており、このためマグネットロールをプ
ラスチック化した場合、従来材と比較して磁石肉厚を薄
くすることが可能であることがわかる。　　第１表 効　　果 以上述べたように、本発明は、マグネットロールのシャ
フトの外周に非磁性充填層を設け、該充填層の外周を樹
脂磁石層としたことにより、金属製シャフトの径が小と
なり、また高価な樹脂磁石原料の代りに充填材として塩
化ビニルやへＢＳ樹脂などの安価なプラスチック材を用
いるので、コストが低減し、しかも軽■化が達成できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係るマグネッ！・ロール
の正面図、第２図は、第１図の横断面図、第３図は、非
磁性充填層を設けたシャフトの縦断面図、第４図は従来
のマグネットロールの一例を示す正面図、第５図は、第
４図の横断面図、第６図は従来のマグネットロールの他
の例を示す正面図、第７図は、第６図の横断面図である
。 １・・・樹脂磁石、２・・・シ１？フト、４・・・非磁
性充填層、５・・・補強材。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）強磁性粉末と樹脂を主体とする円筒状樹脂磁石を
   金属製シャフトの周囲に一体成形したマグネットロール
   において、前記シャフトの外周に非磁性充填層を設け、
   該充填層の外周に前記樹脂磁石を形成したことを特徴と
   するマグネットロール。
2. （２）充填層として非磁性体からなるパイプを用いるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のマグネット
   ロール。
3. （３）充填層端部の樹脂磁石原料注入側を非磁性金属部
   材で補強することを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載のマグネットロール。