JP2000164421A

JP2000164421A - マグネットローラ

Info

Publication number: JP2000164421A
Application number: JP10332867A
Authority: JP
Inventors: Yasuhei Goto; 泰平後藤
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1998-11-24
Filing date: 1998-11-24
Publication date: 2000-06-16

Abstract

(57)【要約】【課題】高磁力でかつ複数の磁力ピークが狭いピーク
間角度で形成された磁極を有するマグネットローラを提
供することを目的とする。【解決手段】磁性粉に希土類系合金を用い、かつ同極
性を有する複数の磁力ピークが狭いピーク間角度をもっ
て形成された第１マグネット片１と、磁性粉にフェライ
トを用いた第２マグネット片２ａ，２ｂとの少なくとも
２種類のマグネット片を組み合わせて用い、これら第１
マグネット片１及び第２マグネット片２ａ，２ｂをシャ
フトｓの外周に配置固定してマグネット層を形成したマ
グネットローラを提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、ファクシ
ミリ、プリンター等の電子写真プロセスで、感光ドラム
等の潜像保持体に現像剤を供給して該潜像保持体上の静
電潜像を現像する現像機構部に好適に使用されるマグネ
ットローラに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、複写機、プリンタ等の電子写
真装置や静電記録装置などにおいて、感光ドラム等の潜
像保持体上の静電潜像を可視化する現像ローラとして、
回転するスリーブ内に樹脂磁石又はゴム磁石により成形
されたマグネットローラを配設し、スリーブ表面に担持
した磁性現像剤（トナー）を該マグネットローラの磁力
特性により潜像保持体上に飛翔させる所謂ジャンピング
現象によって、潜像保持体表面にトナーを供給し、静電
潜像を可視化する現像方法が知られている。

【０００３】従来、上記マグネットローラは、ナイロン
やポリプロピレン等の熱可塑性樹脂やゴムのバインダー
にフェライト等の磁性粉体を混合したペレット形状の樹
脂磁石組成物又はゴム磁石組成物を、周囲に磁場を形成
した金型を用いて射出成形又は押出成形することによっ
て、ローラ状に成形すると共に、所望の磁力特性に着磁
させることにより、製造されている。

【０００４】しかしながら、最近の電子写真装置等の進
歩に伴い、マグネットローラに対してもより複雑な磁力
パターンが要求される傾向にあるが、従前のマグネット
ローラでは設計し得る磁力パターンに限界があり、この
要求に十分に応えることができない。

【０００５】そこで、従来、マグネットローラの磁力パ
ターンの自由度を高めるため、目的とする磁力パターン
に応じた磁極を着磁させた複数のマグネット片を上記樹
脂磁石又はゴム磁石で成形し、これらをシャフトの周囲
に貼り合わせることにより所望の磁力パターンを構成す
ることが行われている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、複数の
マグネット片を貼り合わせることにより得られたマグネ
ットローラも、最近の厳しい要求特性を必ずしも満足し
ているものではない。即ち、マグネットローラに形成さ
れる複数の磁極のうち、一般に現像極は他の極よりも高
磁力化することが必要とされるが、従来用いられている
マグネット片は、磁性粉としてフェライトが用いられて
いるため、おのずと磁性粉の配合量に限界があり、容易
に高磁力化することができない（具体的には、ローラの
表面磁力で１０００Ｇ程度の磁力しか付与することがで
きない）という欠点がある。

【０００７】また、最近では、現像極を高磁力化すると
共に、該現像極に同極性を有する複数（通常は２つ）の
磁力ピークを狭いピーク間角度で形成することが必要と
される場合もある。この場合、従来のマグネット片で
は、その製造時に金型のキャビティーに磁場を印加する
ための永久磁石や電磁石等の磁場発生手段を磁力ピーク
の数に応じて複数個配置する必要があるが、この磁場発
生手段の配置間隔を狭くしようとしても、スペース上そ
の角度に制限があり、ピーク間角度を十分に狭くするこ
とができなかったり、磁場発生手段からの磁力線がキャ
ビティー内のマグネット片内部を通らずに隣接する異極
へと短絡して、設計通りの磁力パターンが得られないな
どの問題を生じる場合がある。

【０００８】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、高磁力でかつ複数の磁力ピークが狭いピーク間角度
で形成された磁極を有するマグネットローラを提供する
ことを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本
発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結
果、樹脂又はゴムのバインダーに磁性粉を分散してなる
複数のマグネット片をシャフトの外周に配置固定して、
シャフトの外周にマグネット層を形成してなるマグネッ
トローラにおいて、上記複数のマグネット片として、磁
性粉に希土類系合金を用いた第１マグネット片と、磁性
粉にフェライトを用いた第２マグネット片との少なくと
も２種類のマグネット片を組み合わせて用い、磁性粉と
して希土類系合金を用いた上記第１マグネット片に複数
のピークを有する磁極を形成することにより、高磁力で
かつ同極性を有する複数の磁力ピークが狭いピーク間角
度をもって形成された磁極を得ることができることを見
出し、本発明を完成したものである。

【００１０】従って、本発明は、樹脂又はゴムのバイン
ダーに磁性粉を分散してなる複数のマグネット片をシャ
フトの外周に配置固定して、シャフトの外周にマグネッ
ト層を形成してなるマグネットローラにおいて、上記複
数のマグネット片として、上記磁性粉に希土類系合金を
用い、かつ同極性を有する複数の磁力ピークが狭いピー
ク間角度をもって形成された第１マグネット片と、上記
磁性粉にフェライトを用いた第２マグネット片との少な
くとも２種類のマグネット片を組み合わせて用いたこと
を特徴とするマグネットローラを提供する。

【００１１】また、本発明者は、磁性粉として希土類系
合金を用いた上記第１マグネット片の断面形状を、表面
側に１又は複数の凹部が形成された形状とすることによ
り、この凹部形成部分の磁力が部分的に低下して複数の
磁力ピークが形成され、ピーク間角度の狭い複数の磁力
ピークを有する磁極を十分な高磁力化を維持しつつ形成
することができることを見出した。即ち、従来のフェラ
イトを用いたマグネット片に凹部を形成して複数の磁力
ピークを形成する場合、この複数の磁力ピークを含んだ
磁極全体の磁力が凹部の形成により低下してしまい、高
磁力化の要求に応えることができないが、希土類系合金
を磁性粉とした上記第１マグネット片は、もともとの磁
力が高ため凹部形成による磁力の低下が生じても十分な
高磁力を維持することができることを見出したものであ
る。

【００１２】従って、本発明は、好適な実施態様とし
て、第１マグネット片の断面形状が、表面側に１又は複
数の凹部が形成された形状である上記本発明のマグネッ
トローラを提供する。

【００１３】以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明のマグネットローラは、上述のように、磁性粉と
して希土類系合金を用い、かつ同極性を有する複数の磁
力ピークが狭いピーク間角度をもって形成された第１マ
グネット片と、磁性粉としてフェライトを用いた第２マ
グネット片との少なくとも２種類のマグネット片を組み
合わせて用い、これら第１マグネット片及び第２マグネ
ット片をシャフトの外周に配置固定してローラ状に形成
したものである。

【００１４】上記第１マグネット片は、樹脂又はゴムの
バインダーに磁性粉として希土類系合金を混合分散して
なる成形物である。

【００１５】上記バインダーとしては、ナイロン６、ナ
イロン１２等のポリアミド樹脂、ポリスチレン樹脂、ポ
リエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）、ポリブチレ
ンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ）、ポリフェニレンサル
ファイド樹脂（ＰＰＳ）、エチレン−酢酸ビニル共重合
体樹脂（ＥＶＡ）、エチレン−エチルアクリレート樹脂
（ＥＥＡ）、エポキシ樹脂、エチレン−ビニルアルコー
ル共重合体樹脂（ＥＶＯＨ）、ポリプロピレン樹脂、ポ
リエチレン、ポリエチレン共重合体等のポリオレフィン
や、これらポリオレフィンの構造中に無水マレイン酸
基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、グリシジル基等
の反応性をもつ官能基を導入した変性ポリオレフィン等
の熱可塑性樹脂が挙げられ、これらの１種又は２種以上
を混合して用いることができる。なお、特に制限される
ものではないが、これらの中ではポリアミド樹脂、ＥＶ
Ａ，ＥＥＡが特に好ましく用いられる。また、このバイ
ンダーとしてゴムを用いこともでき、例えばニトリルゴ
ム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、クロロスル
ホン化ポリエチレン（ＣＳＭ）、シリコーンゴムなどを
用いることもできる。

【００１６】また、磁性粉として用いられる上記希土類
系合金とは、希土類金属同士の合金或いは希土類金属と
他の金属との合金であり、着磁可能なものである。この
場合、希土類金属としては、周期率表第３族（３Ａ族）
の金属及びランタノイドであり、具体的には、Ｓｍ、Ｎ
ｄ、Ｐｒ、Ｌａ、Ｃｅ等が好適に用いられ、中でもＳ
ｍ、Ｎｄが特に好ましく用いられる。また、これら希土
類金属と合金化される他の金属としては、Ｃｏ、Ｆｅ、
Ｂ、Ｎ等が挙げられ、これらの１種又は２種以上を上記
希土類金属と合金化するとができる。

【００１７】このような、希土類系合金として具体的に
は、Ｓｍ−Ｃｏ合金、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ合金、Ｃｅ−Ｃｏ
合金などが挙げられ、特に限定されるものではないが、
特にＳｍ−Ｃｏ合金、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ合金が好ましく用
いられる。なお、これら希土類系合金には、少量の不純
物や上記以外の金属が含まれていてもよく、また合金中
の希土類金属の含有割合は、特に制限されるものではな
いが、５０〜９８％、特に８０〜９８％であることが好
ましい。

【００１８】この希土類系合金の配合量は、要求される
磁力の強さに応じて適宜選定されるもので、特に制限さ
れるものではないが、通常はマグネット片全体の６０〜
９０重量％程度（密度が４．５〜５．５ｇ／ｃｍ²程
度）とすることが好ましい。

【００１９】上記希土類系合金を磁性粉として配合し
た、第１マグネット片を形成するボンド磁石組成物は、
磁性粉としてフェライトを用いた従来のボンド磁石組成
物よりも高磁力を得ることができ、具体的には、配合に
もよるが、残留磁束密度（Ｂｒ）：５０００〜６０００Ｇ保持力（ＢＨＲ）：４０００〜５０００Ｏｅ（ＩＨＣ）：８０００〜１００００Ｏｅ最大エネルギー密度（ＢＨｍａｘ）：５〜８ＭＧＯｅ程度の高い磁力を得ることができる。

【００２０】次に、上記第２マグネット片は、樹脂又は
ゴムのバインダーに磁性粉としてフェライトを混合分散
してなる成形物であり、上記バインダーとしては、上記
第１マグネット片に用いられるバインダーとして例示し
たものと同様のものを例示することができる。

【００２１】また、上記磁性粉として用いられるフェラ
イトとしては、従来からマグネットローラに磁性粉とし
て用いられている公知のフェライトを用いることがで
き、具体的にはＳｒフェライト、Ｂａフェライト等を例
示することができる。

【００２２】このフェライトの配合割合は、要求される
磁力の強さに応じて適宜選定されるもので、特に制限さ
れるものではないが、通常は、マグネット片全体の８０
〜９４重量％程度、（密度が２．５〜４．５ｇ／ｃｍ²
程度）とすることが好ましい。

【００２３】上記第１及び第２マグネット片には、上記
バインダー成分及び磁性粉に加えて、必要に応じマイカ
やウィスカ或いはタルク、炭素繊維、ガラス繊維等の補
強効果の大きな充填材を添加することができる。即ち、
成形物に要求される磁力が比較的低く、上記磁性粉の充
填量が少ない場合には、成形物の剛性が低くなりやす
く、このような場合には剛性を補うためにマイカやウィ
スカ等の充填材を添加して成形品の補強を行うことがで
きる。この場合、本発明に好適に用いられる充填材とし
てはマイカ或いはウィスカが好ましく、ウィスカとして
は、炭化ケイ素，窒化ケイ素等からなる非酸化物系ウィ
スカ、ＺｎＯ，ＭｇＯ，ＴｉＯ₂，ＳｎＯ₂，Ａｌ₂Ｏ₃等
からなる金属酸化物系ウィスカ、チタン酸カリウム，ホ
ウ酸アルミニウム，塩基性硫酸マグネシウム等からなる
複酸化物系ウィスカなどが挙げられる。特に、バインダ
ーとして熱可塑性樹脂を用いる場合には、プラスチック
との複合化が容易な点から複酸化物系ウィスカが特に好
適に使用される。

【００２４】これら充填材を用いる際の配合割合は、特
に制限されるものではないが、通常はマグネット片全体
の２〜３２重量％、特に５〜２０重量％程度とされる。
なお、上記第１及び第２マグネット片を形成する樹脂磁
石又はゴム磁石には、本発明の目的を逸脱しない限り、
上記充填材以外の添加剤を添加して差し支えない。

【００２５】上記第１及び第２マグネット片は、上記バ
インダー、磁性粉、及び必要に応じて配合される上記充
填剤、その他の添加剤を混合した樹脂磁石組成物又はゴ
ム磁石組成物を成形することにより得られるものである
が、この場合特に制限されるものではないが、通常の方
法に従って上述の成分を混合し、溶融混練し、ペレット
状に成形して、ペレット状の成形材料を得、これを射出
成形又は押出成形に供することにより各マグネット片を
成形することが好ましい。この場合、溶融混練には二軸
混練押出機、ＫＣＫ混練押出機等を用いて通常の方法、
条件で溶融混練することができる。

【００２６】ここで、上記第１マグネット片及び第２マ
グネット片を射出成形又は押出成形する際には、金型の
キャビティー内に磁場を印加して上記磁性粉を配向させ
ると共に、着磁を施すことが行われる。また、場合によ
り、各マグネット片をシャフトとの外周に配置固定して
マグネットローラとした後、一旦脱磁してから適宜な着
磁器を用いて再び着磁を行ってもよい。

【００２７】この場合、上記第１マグネット片について
は、複数の磁力ピークを有する磁極が着磁される。この
磁力ピークの数は通常２個とされるが、場合によっては
３個以上の磁力ピークを形成することも可能である。ま
た、この第１マグネット片に形成される複数の磁力ピー
クは、そのピーク間隔が非常に狭いものであり、具体的
にはピーク間角度で、１０〜５０°、特に２０〜３０°
程度のものである。

【００２８】第１マグネット片に、上記複数の磁力ピー
クを有する磁極を着磁する方法は、特に制限されるもの
ではないが、マグネット片の断面形状を、例えば図１に
示したマグネットローラの第１マグネット片１のよう
に、表面側に凹部３を形成した形状とすることにより、
この凹部３形成部分の磁力を部分的に低下させ、その両
側に磁力ピークを形成する方法が好ましく採用される。

【００２９】ここで、マグネット片の表面側に凹部を形
成して複数の磁力ピークを形成すると、そのマグネット
片に形成された磁極全体の磁力も低下して、磁性粉とし
てフェライトを用いた従来のマグネット片では十分な磁
力が得られなくなってしまうが、磁性粉として希土類系
合金を用いた本発明の第１マグネット片は、もともとの
磁力が高いので凹部の形成により若干の磁力低下が生じ
ても十分な磁力を維持し得るものである。また、従来の
マグネット片では凹部形成による磁力低下が大きいため
凹部の深さを深くして磁力ピークと谷部とのギャップを
大きくとることはほとんど不可能であったが、本発明の
第１マグネット片によれば、凹部の深さを深くしてピー
クと谷部とのギャップを大きくとることも可能である。

【００３０】本発明のマグネットローラは、上記第１マ
グネット片と上記第２マグネット片とを組み合わせてシ
ャフトの外周に配置固定し、シャフトの外周にマグネッ
ト層を形成したものであり、例えば、図１に示したよう
に、表面側に凹部３を有する角度６０°の断面扇形第１
マグネット片１と、角度６０°２個と角度９０°２個の
２種類の断面扇形第２マグネット片２ａ，２ｂとをシャ
フトｓの外周に貼り合わせ、これら５個のマグネット片
１，２ａ，２ｂでシャフトｓの外周にマグネット層を形
成したものを例示することができる。そして、この図１
に例示したような５個のマグネット片１，２ａ，２ｂを
用いたマグネットローラでは、各マグネット片１，２
ａ，２ｂにそれぞれ磁極が形成されて５極構成のマグネ
ットローラとされるが、この場合上記第１マグネット片
１に形成された磁極は、上述したように第２マグネット
片２ｓ，２ｂに形成された他の磁極よりも高い磁力を有
し、かつピーク間角度の狭い２つの磁力ピークを有する
ものとなる。そして、特に制限されるものではないが、
電子写真装置等の現像機構部に用いられるマグネットロ
ーラの場合、高い磁力を有し、かつ２つの磁力ピークを
有する上記第１マグネット片１に形成された磁極が現像
極となる。

【００３１】なお、本発明のマグネットローラは、図１
に示した構成に限定されるものではなく、４個以下又は
６個以上のマグネット片を用いてマグネット層を構成し
てもよく、また場合によっては、第１マグネット片を２
個以上用いて高磁力で複数の磁力ピークを有する磁極を
２極以上形成することもできる。また、マグネット片の
断面形状も扇形に限定されるものではなく、その他の形
状であってもよい。

【００３２】本発明のマグネットローラは、複写機、プ
リンタ等の電子写真装置や静電記録装置などの現像ロー
ラやクリーニングローラを構成するマグネットローラと
して好適に使用されるものである。なお、上記クリーニ
ングローラは、感光ドラム等の潜像保持体に残留するト
ナーをクリーニングブレードで掻き落とした後、磁力に
よりこれを回収するものであり、回収に好適な場所にマ
グネットローラを配置し、磁力によってトナーをマグネ
ットローラに吸着させ、所定の位置でブレードによりこ
のトナーをマグネットローラから剥し、所定の回収部に
トナーを回収するものである。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のマグネッ
トローラによれば、高磁力でかつ複数の磁力ピークが狭
いピーク間角度で形成された磁極を容易に形成すること
ができ、複雑な磁力パターンにも容易に対応することが
できるものである。

【００３４】

【実施例】以下、実施例、比較例を示し、本発明をより
具体的に説明するが、本発明は下記実施例に制限される
ものではない。［実施例］表面側に凹部３を有する第１マグネット片１
と、２種類の第２マグネット片２ａ，２ｂとを下記条件
で射出成形し、第１マグネット片１を１個、第２マグネ
ット片２ａ，２ｂをそれぞれ２個ずつ、合計５個のマグ
ネット片を金属製シャフトｓの外周に貼り合わせて、シ
ャフトｓの外周にマグネット層を形成し、図１に示した
マグネットローラを得た。

【００３５】形状及びサイズ（１）第１マグネット片１形状：表面側中央部に凹部を有する中心角６０°の断面
扇状マグネット片扇形状の外側円弧の直径：１６ｍｍ扇形状の内側円弧の直径：６ｍｍ凹部の寸法：幅１．５ｍｍ、深さ２．５ｍｍ長さ：３１０ｍｍ（２）第２マグネット片２ａ形状：中心角６０°の断面扇状マグネット片扇形状の外側円弧の直径：１６ｍｍ扇形状の内側円弧の直径：６ｍｍ長さ：３１０ｍｍ（３）第２マグネット片２ｂ形状：中心角９０°の断面扇状マグネット片扇形状の外側円弧の直径：１６ｍｍ扇形状の内側円弧の直径：６ｍｍ長さ：３１０ｍｍ成形材料（ボンド磁石組成物）（１）第１マグネット片１バインダー：エチレン−エチルアクリレート（ＥＥＡ）１０重量％磁性粉：Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ合金９０重量％（２）第２マグネット片２ａ及び２ｂバインダー：ナイロン６１０重量％磁性粉：異方性Ｓｒフェライト９０重量％射出成形条件（全マグネット片共通）シリンダー温度：３００℃ 金型温度：１２０℃ 射出圧力：７００［ｋｇ／ｃｍ²］

【００３６】得られたマグネットローラを一旦脱磁した
後、着磁を施した。着磁後、ローラの表面磁力を周方向
に沿って測定し、ローラの着磁パターンをグラフにし
た。結果を図２に示す。

【００３７】［比較例］５個すべてのマグネット片を下
記組成の成形材料を用いて成形したこと以外は、実施例
と同様にしてマグネットローラを得、実施例と同様に着
磁した後、ローラの表面磁力を周方向に沿って測定し、
ローラの着磁パターンをグラフにした。結果を図３に示
す。成形材料（ボンド磁石組成物）バインダー：ナイロン６１０重量％磁性粉：異方性Ｓｒフェライト９０重量

【００３８】図２と図３とを比べれば明らかなように、
いずれも凹部を有するマグネット片部分に２つの磁力ピ
ークを有する磁極が形成されているが、実施例のマグネ
ットローラでは、２つのピークの磁力がそれぞれ１０７
７Ｇ，１０８５Ｇで谷部の磁力が９４２Ｇであるのに対
して、比較例のマグネットローラでは、それぞれ７８５
Ｇ，７９８Ｇ，７４８Ｇの磁力しかなく、同一の条件で
成形及び着磁を行っているにもかかわらず、実施例のマ
グネットローラでは、より高い磁力でかつ２つの磁力ピ
ークを有する磁極が形成されている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明マグネットローラの一例を示す概略断面
図である。

【図２】実施例のマグネットローラの磁力パターンを示
すグラフである。

【図３】比較例のマグネットローラの磁力パターンを示
すグラフである。

【符号の説明】

１第１マグネット片２ａ，２ｂ第２マグネット片３凹部ｓシャフト

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】樹脂又はゴムのバインダーに磁性粉を分
散してなる複数のマグネット片をシャフトの外周に配置
固定して、シャフトの外周にマグネット層を形成してな
るマグネットローラにおいて、上記複数のマグネット片
として、上記磁性粉に希土類系合金を用い、かつ同極性
を有する複数の磁力ピークが狭いピーク間角度をもって
形成された第１マグネット片と、上記磁性粉にフェライ
トを用いた第２マグネット片との少なくとも２種類のマ
グネット片を組み合わせて用いたことを特徴とするマグ
ネットローラ。
【請求項２】上記第１マグネット片に形成された複数
の磁力ピークのピーク間角度が１０〜５０°である請求
項１記載のマグネットローラ。
【請求項３】上記第１マグネット片の断面形状が、表
面側に１又は複数の凹部が形成された形状である請求項
１又は２記載のマグネットローラ。
【請求項４】上記第１マグネット片に磁性粉として用
いられる希土類系合金が、Ｓｍ、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｌａ及び
Ｃｅから選ばれる１種又は２種以上の希土類金属と他の
金属との合金である請求項１〜３のいずれか１項に記載
のマグネットローラ。
【請求項５】上記バインダーが、ポリアミド樹脂、ポ
リプロピレン樹脂、エポキシ樹脂、エチレン−酢酸ビニ
ル共重合体樹脂、及びエチレン−エチルアクリレート共
重合体樹脂よりなる群から選ばれる１種又は２種以上を
混合した熱可塑性樹脂である請求項１〜４のいずれか１
項に記載のマグネットローラ。
【請求項６】上記第１マグネット片部分に現像極が形
成された請求項１〜５のいずれか１項に記載のマグネッ
トローラ。