JPS6010278A - 異方性円筒磁石の製造方法 - 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
中で加圧成形する工程を含む異方性円筒磁石の製造方法
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１
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５
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５５−４７０４５号公報参照）な
どが挙げられる。しかるに前者の場合は１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５１７ｃｄ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
にクラックや割れが発生し易く１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・ツ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５７−１５０４０７号、同５７−１６４５０９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。（例えば実開昭５１−６２３９６号公報参照）異
方性を有する円筒状樹脂磁石（以下単に異方性円筒磁石
という）の製造方法についても種々の提案がなされてい
るが１例えば特公昭５７−１７０５０１号公報に記載さ
れているような、成形空間を取囲んで磁性体ヨークと非
磁性スペーサを交互に組合せかつ外側に磁化コイルを設
置した金型を用いるかあるいは、成形空間の外周に磁化
コイルを埋設した金型を用いるのが一般的である。

しかしながら前者の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に。

大電圧低電流型の電源を用いかつ磁化コイルの巻数を多
くして起磁力を大きくすることが行なわれるが１次のよ
うな欠点がある。すなわちコイル収容スペースが大とな
り設備が大型化してしまい。

更に金型の外側からヨークにより、磁化コイルで励磁さ
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
さを長くせざるを得す、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。

一方後者の場合は、特公昭５Ｂ　−８５７１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くして大電流
を流して所定の起磁力を得ているが１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を短くして
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
熱を生じるので大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
保温して成形体の固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。また、この種の
コイルにおいてコンデンサ型磁化機を用いて５〜１０ｍ
５の瞬間的な磁界により配向させる方法もあり、この方
法であればジュール熱による発熱はある程度押えること
は可能である。しかしながらこの方法においては通常１
〜２ｚｇｃの成形時間に対して磁場印加時間が５〜１０
ｍ５と短いため、配向の部分的ばらつきが大きくまた強
い異方性を付与することは困離である。

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永久磁石が得ら
れる異方性円筒磁石を提供することである。

本発明の異方性円筒磁石の製造方法は１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１円筒状
の成形空間を有す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の偶数
極着磁を施してなる異方性円筒磁石の製造方法において
、前記成形空間の周囲の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それぞれ希土類コ
バルト磁石を設置す′ると共に、前記ヨーク間に磁場コ
イルを設置し、該磁場コイルにより前記成形空間の表面
にパルス磁場を印加しかつ前記希土類コバルト磁石によ
る静磁場を補助的に印加したど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１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１図の金型は、内部にコア２を同心に設けてなる円筒
形の成形空間１の周囲に、半径方向に着磁された希土類
コバルト磁石５１　＋　３２　＋　’Ｉｓ及び５４を配
置し、これら磁石間５．−１２．５２−３３．５．−５
４及び３４−５．にはそれぞれ磁場コイル４１１４２１
４ｓ及び４４を設置し、そしてこれらの周囲を軟磁性体
からなるヨーク５で取り囲み又希土類コバルト磁石５４
．５２．５３および３４の内側にもそれぞれ軟磁性体か
らなるヨーク６１．６２．６３および６４を設けて構１
成されている。

上記金型の磁気回路を説明すると次の通りである。

希土類コバルト磁石５．　、５２．５５．及び５４は、
成形空間１内に異方性化のために必要な靜磁界を常時発
生させるのに使用され、ｉ極面が成形空間１に対向する
如く配置されている。次にヨーク６　。

６２、６．及び６４は各々上記磁石５＋　、５２　＊　
５５及び５４から生ずる磁束を有効に成形空間１内に収
束させるために使用される。

また、希土類コバルト磁石３．〜５２．５２〜５３．５
３〜５４．５．〜３１間に埋設した磁場コイルは金型内
に磁性粉と高分子化合物の混線物が充填された瞬間に、
例えば商用交流電源を入力として所定の直流電圧に昇圧
整流しコンデンサー群にて充電しそしてサイリスタを経
て放電を行なう瞬間直流電源（図示せず）に接続され、
成形空間１０表面にパルス磁場を印加するものである。

そしてヨーク５は磁気回路のパーミアンスを高くしかつ
閉じた磁気回路を形成するために使用される。

上記金型によれば、パルス磁場により、瞬間的に１００
００〜２０００００ｇの磁界を発生させ、前記混練物を
飽和磁化させ、かつ冷却固化する５〜１０秒間の間；永
久磁石による６０００〜８０’ＯＯＧ程度の磁界により
、固化時間における配向の乱れを防止することが可能で
ある。この場合希土類コバルト磁石としては、　Ｂｒが
８．０００Ｇ以上（好ましくは９．０００　Ｇ以上）で
、かつＩＨＣが１０．００００１以上（好ましくは１５
．００００ｇ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）が適当である。上記金型においては、コ
イルに通電する時間が成形サイクル１０〜６０秒に対し
て５〜ＩＱｍｙと短く、特別な冷却機構を用いずとも実
用上問題がない。

本発明において−は、上記の金型を用いて例えば次のよ
うにして異方性円筒磁石が得られる。

まず原料として、Ｂａ−フェライト、５ｒ−ツーライト
などのマグネットプラムバイト型結晶構造を有するツー
ライト粉末、アルニコ磁石粉末、Ｆｇ−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、スチレン−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。この場
合強磁性体粉末の配合量は磁気特性の点から６０重量係
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（数束量％）加えてもよく、更に強磁性粉末と
高分子化合物との濡れ性を改善するために有機ケイ素化
合物、有機チタネート化合物等の添加物を加えてもよい
。

次に上記混練物を第１図に示す金型をそなえた射出成形
機あるいは押出成形機に投入し、磁場を加えながら金型
中で成形しついで冷却固化後金型から取出す。

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２図に示すような４極に着磁された異方性円筒磁
石が得られる。

上記の実施例では、３極の着磁を施した異方性円筒磁石
の製造について述べたが、希土類コバルト磁石の数を増
すことにより６極以上の磁極を有する異方性円筒磁石が
得られることはもちろんである。また金型の磁気回路を
構成する希土類コバルト磁石、ヨークの形状１寸法等に
ついては、要求される磁気特性に応じて有限要素法等の
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（ＢｔｘＯ・６Ｆｇ２
０．）１６５１ｆにポリアミド樹脂（ナイロン６１商品
名）１．５５）ｌを加えて２５０ででニーダにより混練
した。

この混線物を第１図に示す金型をそなえた実験用射出成
形機に投入し、２７０υの温度、　７０１１／−の圧力
下で金型内に射出しついて冷却固化した。この場合希土
類コバルト磁石としてはＢｒが９．０００　Ｇ。

ｔＨｃが１０．００００ｇのもの（日立金属製Ｈ−２２
，４）を用い、又１０．００００−のパルス磁場を印加
して成形を行なった。成形空間の表面の磁束密度分布は
第６図に示す通りである。

得られた成形体（外径５０調φ、内径１２ｍ５ｉ１＋長
さ２６０ｗｎ）を外径２４ＷＲＩｌｌに加工し、第２図
に示す如くの異方性円筒磁石を製作した。

得られた異方性円筒磁石の磁束密度分布を測定したとこ
ろ第４図に示す波形が得られ、ラバープレス法による異
方性円筒磁石と略同等の磁気特性を有することが確認さ
れた。

以上に記述の如く１本発明によれば、永久磁石とヨーク
を含む磁気回路を有する金型により、充分異方性化した
円筒状の樹脂磁石が得られ、従来と比較して設備を大幅
に小型化できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に使用される金型の一例を示す概略断面
図、第２図は本発明による異方性円筒磁石の一例を示す
断面図、第３図は本発明による異方性円筒磁石の磁束密
度分布を示す図である。 １１成形空間、２１コア、　２＋５２＋５５＋５４　’
希土類コバルト磁石、　４４．４２．　ｊ、　を磁場コ
イル、５゜６４．６２１６５Ｉ６４；ヨーク。

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合物を
   磁場の存在下１円筒状の成形空間を有する金型内で射出
   又は押出成形し、得られた円筒状成形体の外周面に異方
   性方向と同方向の偶数極着磁を。 施してなる異方性円筒磁石の製造方法において。 前記成形空間の周囲の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それぞ。 れ希土類コバルト磁石を設置すると共に、前記ヨーク間
   に磁場コイルを設置し１、該磁場コイルによ。 り前記成形空間の表面にパルス磁場を印加しかつ。 前記希土類コバルト磁石による静磁場を補助的に印加し
   たことを特徴とする異方性円筒磁石の製造方法。