JP2000323322A

JP2000323322A - マグネットローラ

Info

Publication number: JP2000323322A
Application number: JP2000000960A
Authority: JP
Inventors: Masaharu Iwai; 雅治岩井
Original assignee: TOCHIGI KANEKA KK; Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: TOCHIGI KANEKA KK; Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1999-03-05
Filing date: 2000-01-06
Publication date: 2000-11-24

Abstract

(57)【要約】【課題】比較的低磁場で着磁しても高磁力を低コスト
で得ることが可能で、また主磁極部に複数の磁極を配設
しても現像に実用上十分な磁力（８００Ｇ以上）が得ら
れ、かつ耐酸化性が良好なマグネットローラの提供を目
的とする。【解決手段】本発明に係るマグネットローラ１は、本
体部３と、この本体部の両端を支持する軸部２とからな
り、本体部３の外周面に複数の磁極（Ｎ₁、Ｓ₂、Ｎ₂、
Ｓ₁）を着磁形成し、本体部３に、磁気的に交換相互作
用する硬磁性相と軟磁性相との複相を有し且つ５ＫＯｅ
以下の保磁力（iHc）および５ＫＧ以上の残留磁束密度
（Ｂｒ）を有する希土類磁性粉を用いた希土類ボンド磁
石を適用したものである。

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、レーザー
プリンターまたはファクシミリの受信装置などの画像形
成装置において、電子写真プロセスを採用した電子写真
装置に組み込まれるマグネットローラに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】電子写真装置に組み込まれるマグネット
ローラは、トナーを静電潜像担持体へ供給し静電潜像を
顕在化させて現像を行う現像ローラや、その顕在化した
トナー像を用紙に転写した後の静電潜像担持体上の残存
トナーを除去するクリーニングローラなどに適用され
る。例えば、マグネットローラを現像ローラとして用い
る場合、図９に示すように、マグネットローラ３１は、
シャフト（軸部）３２の外周上に、磁石材料からなる本
体部３３を形成して構成され、アルミニウム合金などか
らなる中空円筒状のスリーブ３４に内蔵されて用いられ
る。このようなマグネットローラ３１の本体部３３の外
周面には、複数の磁極が着磁形成されており、これら磁
極のうち最も高い表面磁束密度を有するものを主磁極と
呼び、現像極として用いることが多い。このように、従
来のマグネットローラは、本体部に１つの磁極からなる
主磁極（現像極）を形成し、その表面磁束密度曲線（磁
力分布曲線）が単一の高いピークを形成するものや、２
つの同極性の磁極を並設して主磁極（現像極）とし、そ
の磁力分布曲線が２つの高いピーク（Ｗピーク）を形成
するものが主流であった。

【０００３】また、このような従来のマグネットローラ
の本体部には、ストロンチウム系またはバリウム系フェ
ライト磁性粉や希土類系磁性粉（Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁
粉、Ｓｍ−Ｃｏ系磁粉などがその代表例）に、熱可塑性
樹脂などの樹脂バインダーを混練したものを射出成形や
押出成形などの手段により形成したボンド磁石を用い、
マグネットローラに必要な磁気特性は、成形時または成
形後に、その本体部に外部磁界を印加させて着磁するこ
とにより得ていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
マグネットローラでは、主に、以下（１）〜（４）の問
題点があった。（１）フェライト系磁性粉を用いたマグ
ネットローラでは、高磁力要求に対応できなかった。単
一磁極で主磁極を構成したマグネットローラの場合、例
えば、外径１３．６ｍｍのマグネットローラの磁力は最
大でも８５０Ｇ未満であり、着磁の際に高磁場（３０Ｋ
Ｏｅ程度）を印加しても磁気的飽和のため、８５０Ｇ以
上の高磁力を得ることは難しかった。

【０００５】（２）また、近年、複数の磁極により主磁
極を構成してなるマグネットローラが開発されている
が、その主磁極における磁力は６００Ｇ以下であって、
現像極としての役割を十分に果たし得るレベルでは無か
った。主磁極を複数極で構成する理由は、周方向におけ
る現像剤の穂立ちの範囲が広くなり、これが現像効率を
高くする利点があるからである。

【０００６】（３）他方、希土類磁性粉を用いたマグネ
ットローラでは、希土類磁性粉の保磁力が比較的高いた
め（固有保磁力（iHc）５ＫＯｅ以上）、低磁場の着磁
では低磁力（７００Ｇ程度）しか得られず、高磁力を得
るには高い印加磁場（２０〜３０ＫＯｅ程度）が必要と
なり、着磁装置の大型化と大電力化が避けられず、これ
が着磁工程を複雑にしてコスト高の一要因となってい
た。

【０００７】（４）また、従来の希土類磁性粉は、約３
３０℃程度の低いキュリー点を有していたためその使用
限界温度が約１３０℃程度に低く制限されたり、従来の
希土類磁性粉の耐食性や耐酸化性が悪いために、錆など
が発生して磁気特性が低下するから、その錆などの発生
を防止するためにメッキなどの表面被覆が必要となった
りし、これらがコスト高の一要因となっていた。

【０００８】本発明は、かかる問題点に鑑みて解決しよ
うとするところは、比較的低磁場で着磁しても高磁力を
得ることが可能で、低コストで作製し得るマグネットロ
ーラを提供する点にある。特に、単一磁極で構成される
主磁極の磁力を、１５ＫＯｅ以下で着磁しても８５０Ｇ
以上の高磁力にすること、複数極で構成される主磁極の
磁力を実用上十分なレベルにすることを目的とする。同
時に、メッキなどの表面被覆を必要とせず、耐食性や耐
酸化性が良好なマグネットローラを得ることをも目的と
する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明者は、保磁力の小さな軟磁性材料と硬磁性材
料とからなりこの軟磁性材料の結晶粒径のオーダーがナ
ノメートルである「ナノコンポジット磁石」に着目し鋭
意研究を行った結果、このナノコンポジット磁石がマグ
ネットローラの磁石材料として適していることを見出
し、本発明に到達するに至った。

【００１０】すなわち、本発明は、本体部と、この本体
部の両端を支持する軸部とからなり、前記本体部の外周
面に周方向に亘る複数の磁極を着磁形成したマグネット
ローラであって、前記本体部の全部もしくはその一部
が、磁気的に交換相互作用する硬磁性相と軟磁性相との
複相を有し且つ５ＫＯｅ以下の保磁力（iHc）および５
ＫＧ以上の残留磁束密度を有する希土類磁性粉と樹脂バ
インダーとを用いた希土類ボンド磁石からなることを特
徴とするものである。よって、軟磁性相の存在により低
保磁力（iHc）で、磁気的交換相互作用により高い残留
磁束密度（Br）の磁気特性を有するマグネットローラを
得ることができる。

【００１１】また、前記希土類磁性粉は、交換スプリン
グ磁性粉からなることがより好ましい。「交換スプリン
グ磁性」とは、磁石内に多量の軟磁性相が存在すると
き、この軟磁性相および硬磁性相の結晶粒の磁化が交換
相互作用で互いに結びつくことにより、本来低保磁力し
かもたず逆磁界中では容易に磁化反転する軟磁性相の磁
化が、逆磁界中でも反転し難くなり、あたかも両相がば
ねで結びつけられた様態を示し、硬磁性相のみの単相で
あるかのような磁気特性をいう（例えば、R.Coehoorn,
K.H.J.Buschow et al.：J. de Phys., 49 (1988) C8−6
69参照）。

【００１２】このような希土類磁性粉には、硬磁性相と
して希土類−鉄−ホウ素化合物相、軟磁性相として鉄相
または鉄−ホウ素化合物相を採用したもの、もしくは、
硬磁性相として希土類−鉄−窒素化合物相、軟磁性相と
して鉄相を採用したものが好適である。この種の希土類
磁性粉には多量の軟磁性相が含まれているので、残留磁
化の温度依存性の指標となるキュリー点は主に軟磁性相
の温度依存性に支配される。よって、その希土類磁性粉
のキュリー点は約４００℃以上の高い値となり残留磁化
の温度依存性は低くなるから、使用限界温度を約２００
℃以上の高い値にすることができる。

【００１３】また、前記希土類磁性粉中にコバルト（Ｃ
ｏ）が１〜１６ｗｔ％添加されていることが望ましい。
これにより、当該希土類磁性粉で作製されたボンド磁石
では、従来の硬磁性相を主体とした希土類Ｎｄ−Ｆｅ−
Ｂ系磁石よりもＣｏの含有率が高いため、耐食性や耐酸
化性が良好となるとともに、メッキなどの表面被覆が無
くとも錆などの発生が防止できる。すなわち、Ｃｏの含
有率が１ｗｔ％未満では、ボンド磁石の耐酸化性などが
低下し錆などが発生し易く、他方Ｃｏの含有率が１６ｗ
ｔ％を超えると、ボンド磁石の保磁力が低下し、マグネ
ットローラに必要な磁気特性を確保し難くなる。

【００１４】また、主磁極を複数の磁極で構成する場
合、その主磁極を構成する複数の磁極のうち隣接し合う
磁極の極性を相互に逆極性となすことが望ましい。隣接
し合う磁極の極性を相互に逆極性となすことにより、使
用時におけるマグネットローラの回転に伴い、現像ゾー
ン（主磁極上で現像剤が感光体に向けて穂立ちする領
域）において磁極性の変化による現像剤の反転（回転）
が生じ、感光体への現像剤の供給効率を高めることがで
きるという利点がある。

【００１５】そして、マグネットローラの磁力分布を制
御するには、前記本体部外周面の主磁極近辺であって、
軸線に沿って形成した溝内に前記希土類ボンド磁石から
なる磁石片を配設したものも好ましく、この希土類ボン
ド磁石を、１個もしくは複数個の磁石片で構成すること
ができる。複数の希土類ボンド磁石片で主磁極を構成す
る場合は、隣接する希土類ボンド磁石片の極性を相互に
逆極性となすことが望ましい。

【００１６】また、上記軸部の外周面に、上記希土類ボ
ンド磁石を含む複数の磁石片を貼着することでマグネッ
トローラを構成しても良い。例えば、従来のフェライト
樹脂磁石などからなるＣ字断面形状の磁石片を軸部の外
周面に貼着し、その磁石片のＣ字の開口部（主磁極近
辺）に上記希土類ボンド磁石片の単または複数個を嵌合
させて、マグネットローラを構成することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係るマグネット
ローラの実施形態を図面を参照しながら説明する。図１
の概略断面図を参照すると、本発明に係るマグネットロ
ーラ１は、ＳＵＳやアルミニウム合金、樹脂などからな
る軸部２の外周上に、本体部３を形成してなるものであ
る。この本体部３は、磁気的に交換相互作用する硬磁性
相と軟磁性相との複相を有し、５ＫＯｅ以下の保磁力
（iHc）と５ＫＧ以上の残留磁束密度（Br）を有する希
土類磁性粉を用いて形成した希土類ボンド磁石からなる
ものである。この希土類磁性粉は、交換相互作用を有効
にすべく軟磁性相の結晶粒径サイズを数十ｎｍに調整さ
れた交換スプリング磁性粉であることがより好ましい。
また、前記本体部３の外周面には、複数の磁極（Ｎ₁、
Ｓ₂、Ｎ₂、Ｓ₁の４極）が着磁形成されており、これら
磁極のうち最大磁力を有するのが主磁極（本実施例で
は、Ｎ₁極）である。尚、本実施例では４極を等間隔に
着磁形成したが、本発明では極数や極位置は何ら限定さ
れるものではなく、５極、６極のように所望の磁気特性
に応じて極数や極位置を適宜設定すればよい。

【００１８】このようなマグネットローラ本体部３の磁
石材料には、前記希土類磁性粉を５０重量％〜９５重量
％、樹脂バインダーを５重量％〜５０重量％配合した混
合物を主体とし、必要に応じて、磁性粉の表面処理剤と
してシラン系やチタネート系のカップリング剤、溶融磁
石材料の流動性を良好にする滑剤としてアミド系滑剤、
樹脂バインダーの熱分解を防止する安定剤、もしくは難
燃剤などを添加したものが好ましい。前記希土類磁性粉
の含有率が５０重量％未満では、磁性粉不足によりマグ
ネットローラの磁気特性が低下して所望の磁力（主磁極
において８５０Ｇ以上）が得られず、またその含有率が
９５重量％を超えると、バインダー不足となり本体部３
の成形性が損なわれる。また、前記樹脂バインダーとし
ては、エチレンーエチルアクリレート樹脂、ポリアミド
樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ＰＥＴ
（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＢＴ（ポリブチレ
ンテレフタレート）、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィ
ド）、ＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合体）、ＥＶ
ＯＨ（エチレン−ビニルアルコール共重合体）およびＰ
ＶＣ（ポリ塩化ビニル）などの中から１種類あるいは２
種類以上、もしくは、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、
尿素樹脂、メラミン樹脂、フラン樹脂、不飽和ポリエス
テル樹脂およびポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂の中
から１種類あるいは２種類以上を混合して用いることが
できる。

【００１９】上記希土類磁性粉としては、硬磁性相と軟
磁性相を含む、希土類（Ｒ）−鉄（Ｆｅ）−窒素（Ｎ）
合金または希土類（Ｒ）−鉄（Ｆｅ）−ホウ素（Ｂ）合
金の交換スプリング磁性粉が好ましく、希土類（Ｒ）−
鉄（Ｆｅ）−コバルト（Ｃｏ）合金の交換スプリング磁
性粉でもよい。前記Ｒとしては、好ましくはＳｍ、Ｎ
ｄ、この他にＰｒ，Ｄｙ，Ｔｂなどの１種または２種以
上を組み合わせたものを用いることができ、また、前記
Ｆｅの一部を置換して磁気特性を高めるために、Ｃｏ，
Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｇａ，Ｇｅ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｓｃ，Ｔ
ｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｔｃ，Ｒｕ，
Ｒｈ，Ｐｄ，Ａｇ，Ｃｄ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｓｂ，Ｈｆ，Ｔ
ａ，Ｗ，Ｒｅ，Ｏｓ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ａｕ，Ｈｇ，Ｔｌ，
Ｐｂ，Ｂｉなどの元素の１種または２種以上を添加して
もよい。より具体的には、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系合金（軟磁
性相：Ｆｅ−Ｂ合金，αＦｅ）、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系合金
（軟磁性相：αＦｅ）、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｃｕ−Ｎｂ
−Ｂ系合金（軟磁性相：Ｆｅ−Ｂ合金，αＦｅなど）、
Ｎｄ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金（軟磁性相：αＦｅなど）など
の交換スプリング磁性粉が好適であり、特に、保磁力
（iHc）を小さく且つ残留磁束密度（Br）を大きくする
観点からは、Ｎｄ₄Ｆｅ₈₀Ｂ₂₀合金（軟磁性相：Ｆｅ
₃Ｂ，αＦｅ）やＳｍ₂Ｆｅ₁₇Ｎ₃合金（軟磁性相：αＦ
ｅ）の交換スプリング磁性粉が好ましい。

【００２０】また、前記交換スプリング磁性粉中には、
特にＣｏを１〜１６ｗｔ％、更には３〜１３ｗｔ％添加
するのが好ましい。これにより、当該希土類磁性粉で作
製されたボンド磁石では、Ｃｏの添加により磁気特性が
向上するとともに、耐食性や耐酸化性が良好となり、そ
の外表面に表面被覆を施さなくとも錆などの発生を抑制
することが可能となる。

【００２１】このような交換スプリング磁性粉の製造方
法には、高速急冷法やメカニカルアロイング（機械的合
金化）などが使用される。具体的には、各原料元素を秤
量し、メカニカルアロイングを施して得た合金粉末に熱
処理を施し、必要に応じて窒化処理を行う方法や、各原
料元素を秤量し、単ロール法による高速急冷法を施して
得た非晶質または非晶質に近い微細組織を含む合金を粉
砕後、熱処理を施して結晶を析出させ、必要に応じて窒
化処理を行う方法などが挙げられる。急冷条件（ロール
速度など）や粉砕条件、熱処理条件（処理時間、温度）
などを適宜調整することで、結晶粒径が数十ｎｍの軟磁
性相を有する交換スプリング磁性粉を作製できる。尚、
前記窒化処理は、Ｒ−Ｆｅ−Ｎ系交換スプリング磁性粉
を作製する際に必要である。

【００２２】また、本発明に係るマグネットローラおよ
び後述する磁石ピース（磁石片）は、上記磁石材料を溶
融混練後にペレット化し、このペレットから押出成形法
もしくは射出成形法を用いて成形される。また上記磁石
材料から圧縮成形法を用いて成形してもよい。マグネッ
トローラおよび磁石ピースへの磁化は、射出成形または
押出成形と同時に配向着磁したり、内部歪みを除き脱型
を容易にするため一旦脱磁した後に再着磁したり、また
は成形時に配向着磁せず成形後に着磁するなどして得ら
れる。また、マグネットローラの成形・組立には、本体
部および軸部を一体成形したり、本体部両端に軸部を取
り付けたり、円筒状の本体部軸心に軸部を貫通配設する
こともできるし、蒲鉾状や扇状などの異形状に形成した
磁石ピースを、断面形状が円形、楕円形または多角形な
どの軸部に貼り付けてマグネットローラを構成すること
もできる。

【００２３】例えば、図２（または図３）の概略断面図
に示すように、マグネットローラの本体部５（９）にお
ける主磁極近辺であって軸線に沿って形成した溝６（１
０）内に、上記希土類ボンド磁石からなる磁石片７（１
１）を配設することも好ましい。これら磁石片には、そ
の断面形状が図２に示すような角形状の角形ピース７あ
るいは図３に示すような半扇形状の半扇形ピース１１が
望ましい。このような形状は、他のマグネットローラ用
のピースと共通化し易く、成形性および貼り付け性（接
着性）を良好にするからである。

【００２４】また、主磁極を複数の磁極で構成する場
合、図４の概略断面図に示すように、軸部１２の外周面
上に、表面に複数の磁極（Ｎ極，Ｓ極，Ｎ極，Ｓ極）を
着磁形成され、扇形の断面形状を有する溝１４を備えた
本体部１３を形成し、この溝１４の内に、上記希土類ボ
ンド磁石からなり表面にＳ極、Ｎ極およびＳ極をそれぞ
れ有する磁石片１５Ａ、１５Ｂおよび１５Ｃを、隣接す
る磁石片の磁極性が互いに逆極性となるように配設し貼
り合わせて、主磁極を形成してもよい。または、図５の
概略断面図に示すように、軸部１６の外周面に、表面に
複数の磁極（Ｎ極，Ｓ極，Ｎ極，Ｓ極）を着磁形成され
たＣ字断面形状のフェライトボンド磁石１７を貼着し、
このフェライトボンド磁石１７のＣ字の開口部（主磁極
近辺）に、上記希土類ボンド磁石からなり表面にＳ極、
Ｎ極およびＳ極をそれぞれ有する磁石片１８Ａ、１８Ｂ
および１８Ｃを、隣接する磁石片の磁極性が互いに逆極
性となるように配設し貼り合わせて、主磁極を形成して
もよい。

【００２５】また、図６の概略断面図に示すように、軸
部１９の外周面上に、上記希土類ボンド磁石からなり表
面にＳ極、Ｎ極、Ｓ極をそれぞれ有する磁石ピース２１
Ａ，２１Ｂ，２１Ｃを配設し貼り合わせて主磁極を形成
し、他の磁極を有するフェライトボンド磁石ピース２０
Ａ，２０Ｂ，２０Ａ'，２０Ｂ'を軸部１９の外周面上に
貼り合わせて、マグネットローラを作製してもよい。

【００２６】尚、本発明では、その磁石ピース形状を何
ら制限するものではなく、所望の磁気特性（磁力、磁力
分布波形など）に応じて適宜その形状を変えることがで
きる。また、このようなマグネットローラの製造方法と
しては、２基の射出成形機を用いて、第１の射出成形機
により本体部を成形した後、第２の射出成形機により溝
内に磁石片を成形するという、いわゆる２色成形法を採
用することもできる。この方法は、製造プロセスを大幅
に簡易化するのに有効である。

【００２７】また、前記磁石片の磁場配向としては、ラ
ンダム配向、図２（ｂ）、図３（ｂ）の矢印に示すよう
な直線配向、および図２（ｃ）、図３（ｃ）の矢印に示
すようなラジアル配向などがその代表例である。また、
図で明示していないが、印加磁場の磁束密度を収束させ
て、磁石片７（１１）の両側面、裏側面から表側面の任
意の箇所への配向着磁量を制御することにより、マグネ
ットローラの磁力分布を制御することができる。この制
御は、主磁極における磁力分布波形を非対称形にすると
きなどに効果的である。また、これら異なる配向の磁石
片同士を組み合わせてマグネットローラを構成してもよ
く、要求される仕様に応じてその組み合わせを適宜選択
すればよい。

【００２８】また、本発明に係る希土類磁性粉として等
方性のものを採用し、マグネットローラを成形後に着磁
する場合は、マグネットローラの所望の位置に、所望の
磁力に着磁し易いために好ましい。特に、成形装置に磁
気回路を構成する必要がないことから成形用金型が低価
格となり、成形時における印加磁場によるボンド磁石の
変形も無くなることから成形後の寸法精度が高くなるの
で、着磁が容易になり、極位置を高精度に定めることが
可能となる。

【００２９】

【実施例】以下、本発明に係るより具体的な実施例と比
較例について説明するが、以下の実施例は本発明を何ら
限定するものではない。

【００３０】以下に詳述する実施例１〜３および比較例
１〜４のマグネットローラは、樹脂バインダー（ナイロ
ン１２）１０重量％と磁性粉９０重量％とを混合し溶融
混練して、ペレット状に成形し、このペレットから射出
成形法を用いてローラ（直径φ１３．６ｍｍ；全長３２
０ｍｍ）を形成した後、外部磁場を印加し、図７に示す
ように４極（Ｎ₁，Ｓ₂，Ｎ₂，Ｓ₁）着磁することにより
作製された。またこのマグネットローラは、アルミニウ
ム合金製スリーブ１２に内蔵された状態で、その磁力分
布を測定された。図７において、Ｎ₁極は主磁極、符号
１３は軸部、１４は本体部、１５は磁力の分布波形、Ａ
点は主磁極における磁力分布の最高値を示している。

【００３１】（実施例１）樹脂バインダーとしてナイ
ロン１２と、磁性粉としてＮｄ₄Ｆｅ₈ ₀Ｂ₂₀の交換スプ
リング磁性粉（固有保磁力iHc：３．０ＫＯｅ、残留磁
束密度Br：１２ＫＧ、Ｃｏ含有率：２ｗｔ％）とを混合
し混練した後にペレット化し、射出成形によりローラを
形成した後、印加磁場の強さ８ＫＯｅ〜１５ＫＯｅで着
磁したマグネットローラである。

【００３２】（実施例２）磁性粉としてＮｄ₅Ｆｅ₇₁
Ｃｏ₅Ｃｕ_0.5Ｎｂ₁Ｂ_17.5の交換スプリング磁性粉（固
有保磁力iHc：４．８ＫＯｅ、残留磁束密度Br：５．２
ＫＧ、Ｃｏ含有率：６ｗｔ％）を用いる以外は、前記実
施例１と同様に作製したマグネットローラである。

【００３３】（実施例３）磁性粉としてＳｍ₂Ｆｅ₁₇
Ｎ₃の交換スプリング磁性粉（保磁力iHc：４．０ＫＯ
ｅ、残留磁束密度Br：７．８ＫＧ、Ｃｏ含有率：１ｗｔ
％）を用いる以外は、実施例１と同様に作製したマグネ
ットローラである。

【００３４】（比較例１）磁性粉としてフェライト磁
性粉ＳｒＯ・６Ｆｅ₂Ｏ₃（保磁力iHc：３ＫＯｅ、残留
磁束密度Br：４．８ＫＧ、Ｃｏ含有率：０ｗｔ％）を用
いる以外は、実施例１と同様に作製したマグネットロー
ラである。

【００３５】（比較例２）磁性粉としてフェライト磁
性粉ＳｒＯ・６Ｆｅ₂Ｏ₃（保磁力iHc：３ＫＯｅ、残留
磁束密度Br：４．８ＫＧ、Ｃｏ含有率：０ｗｔ％）を用
い、印加磁場の強さを２０ＫＯｅ〜３０ＫＯｅにする以
外は、実施例１と同様に作製したマグネットローラであ
る。

【００３６】（比較例３）磁性粉として希土類磁性粉
（Ｎｄ_13.5Ｆｅ_1.7Ｂ_4.8；保磁力iHc：１４ＫＯｅ、残
留磁束密度Br：８．４ＫＧ、Ｃｏ含有率：０．５ｗｔ
％）を用いる以外は、実施例１と同様に作製したマグネ
ットローラである。

【００３７】（比較例４）磁性粉として希土類磁性粉
（Ｎｄ_13.5Ｆｅ_1.7Ｂ_4.8；保磁力iHc：１４ＫＯｅ、残
留磁束密度Br：８．４ＫＧ、Ｃｏ含有率：０．５ｗｔ
％）を用い、印加磁場の強さを２０ＫＯｅ〜３０ＫＯｅ
にする以外は、実施例１と同様に作製したマグネットロ
ーラである。

【００３８】次に、以下に詳述する実施例４および比較
例５のマグネットローラは、図８に示すように、軸部２
６の外周面上に磁石ピース２９Ａ〜２９Ｃ，２８Ａ，２
８Ｂ，２８Ａ'，２８Ｂ'を貼り合わせて構成したもので
ある（直径φ１３．６ｍｍ；全長３２０ｍｍ）。各々の
磁石ピースは、樹脂バインダー（ナイロン１２）１０重
量％と磁性粉９０重量％とを混合し溶融混練して、ペレ
ット状に成形し、このペレットを用いて射出成形法によ
り当該ピース形状に成形し、成形後に外部磁場を印加し
着磁することにより作製された。図８において、Ｓ
₁極、Ｎ₁極、Ｓ₂極は主磁極、符号２６は軸部、２８
Ａ，２８Ｂ，２８Ａ'および２８Ｂ'はフェライトボンド
磁石ピース、２９A〜２９Ｃは希土類ボンド磁石ピー
ス、３０は磁力分布波形、Ｂ点，Ｃ点およびＤ点は主磁
極における磁力分布の最高値を示している。

【００３９】また、図８において、現像剤搬送の上流側
極における磁力ピーク位置（Ｂ点）と、現像剤搬送の下
流側極における磁力ピーク位置（Ｄ点）との極間角度
（θ₂）を６０°に設定した。尚、Ｂ点とＣ点との極間
角度（θ₁）は、３０°である。Ｂ点とＤ点との極間角
度（θ₂）が６０°を越えると、感光体と対峙するＣ点
付近の現像剤の穂立ちは粗となるので、従来のマグネッ
トローラの現像ゾーンでの穂立ち状態と変わらず、同時
に、磁極性の変化による現像剤の反転（回転）がにぶく
なるので、感光体へのトナーの供給量が減少するため高
画質化が達成できない。他方、極間角度（θ₂）が３０
°未満になると、主磁極部に前記希土類ボンド磁石ピー
スを用いても高磁力を得ることはできず、高画質化を達
成し難いことを確認した。

【００４０】（実施例４）主磁極となるＳ₁極、Ｎ₁極
およびＳ₂極を有する磁石ピース用の磁性粉としてＮｄ₄
Ｆｅ₈₀Ｂ₂₀の交換スプリング磁性粉（固有保磁力iHc：
３．０ＫＯｅ、残留磁束密度Br：１２ＫＧ、Ｃｏ含有
率：２ｗｔ％）を用い、樹脂バインダーとしてナイロン
１２を用いて、両者を混合し混練した後にペレット化
し、このペレットを用いて射出成形法により断面が扇形
状の磁石ピースを成形し、これら磁石ピースに外部磁場
を印加して着磁した後、軸部２６の外周面に前記磁石ピ
ースを貼り合わせた。また、主磁極以外の磁極を構成す
るＮ₂極、Ｓ₃極、Ｓ₄極およびＮ₃極を有する磁石ピース
用の磁性粉としてフェライト磁性粉ＳｒＯ・６Ｆｅ₂Ｏ₃
（保磁力iHc：３ＫＯｅ、残留磁束密度Br：４．８Ｋ
Ｇ）を用い、樹脂バインダーとしてナイロン１２を用い
て、両者を混合し混練した後にペレット化し、射出成形
により断面が扇形状の磁石ピースを成形し、成形と同時
に配向着磁を行った後、軸部２６の外周面に前記磁石ピ
ースを貼り合わせた。

【００４１】（比較例５）前記実施例４において主磁
極（Ｓ₁極、Ｎ₁極、Ｓ₂極）を構成する磁石ピースに用
いた交換スプリング磁性粉を、フェライト磁性粉ＳｒＯ
・６Ｆｅ₂Ｏ₃（保磁力iHc：３ＫＯｅ、残留磁束密度B
r：４．８ＫＧ、Ｃｏ含有率：０ｗｔ％）に変更し、こ
れをナイロン１２と混合し混練した後にペレット化し、
このペレットを用いて射出成形により断面が扇形状の磁
石ピースを成形し、成形と同時に配向着磁を行う以外は
実施例４と同様に作製したマグネットローラである。

【００４２】以上の実施例および比較例の磁力分布は、
ガウスメータを用い、マグネットローラ表面から径方向
に１．２ｍｍ離れた位置（マグネットローラ中心軸から
径方向に８．０ｍｍ離れた位置）にプローブを配置し、
このマグネットローラを周方向回転させて測定された。
実施例および比較例に使用した磁性粉とマグネットロー
ラの磁気特性を表１および表２に示し、耐酸化性を表３
に示す。耐酸化性については、作製したマグネットロー
ラを空気中に１６８時間放置した後、マグネットローラ
表面の錆の発生の有無を目視にて確認した。表１および
表２における磁気特性は、磁性粉の「固有保磁力iHc」
と「残留磁束密度Br」、マグネットローラ「成形後の固
有保磁力iHc」と「残留磁束密度Br」、「主磁極への着
磁磁場の強さ」、および着磁後のＡ点〜Ｄ点における
「主磁極の磁力」である。

【００４３】

【表１】

【００４４】

【表２】

【００４５】

【表３】

【００４６】（主磁極が単極から構成される実施例１〜
３および比較例１〜４の評価）表１に示した結果から明
らかなように、実施例１〜３の交換スプリング磁性粉を
用いたマグネットローラでは、低磁場（１５ＫＯｅ）で
着磁するとすべて８５０Ｇ以上の磁力が得られたのに対
し、比較例１，２の従来のフェライトボンド磁石からな
るマグネットローラでは、低磁場（１５ＫＯｅ）、高磁
場（３０ＫＯｅ）の何れで着磁しても、８００Ｇの磁力
しか得られなかった。また、比較例３，４の従来の希土
類ボンド磁石からなるマグネットローラでは、比較例４
のように高磁場（３０ＫＯｅ）で着磁すると１３５０Ｇ
もの高磁力が得られるものの、比較例３のように低磁場
（１５ＫＯｅ）で着磁すると７００Ｇの磁力しか得られ
なかった。従って、本実施例のマグネットローラは、低
磁場（１５ＫＯｅ以下）の着磁で、高磁力（８５０Ｇ以
上）が得られるものであることが確認された。

【００４７】また、表３に示した結果から明らかなよう
に、交換スプリング磁性粉を用いた実施例１〜３と、従
来のフェライト磁性粉を用いた比較例１，２とでは、錆
の発生が皆無であったのに対し、硬磁性相を主体とした
希土類磁性粉を用いた従来の比較例３，４では、錆の発
生が確認された。

【００４８】（主磁極が３極から構成される実施例４お
よび比較例５の評価）表２に示した結果から明らかなよ
うに、実施例４では主磁極を構成する３極の磁力はとも
に８００Ｇ以上であったのに対し、比較例５では主磁極
を構成する３極の磁力はともに６００Ｇ以下でしかなか
った。従って、実施例４のマグネットローラは、主磁極
付近６０°の範囲内に３つの磁極を配設しても、現像す
るのに十分な高磁力（８００Ｇ以上）が得られ、且つＣ
点付近の現像剤の穂立ちが密となることが確認できた。

【００４９】また、表３によれば、交換スプリング磁性
粉を用いた実施例４と、従来のフェライト磁性粉を用い
た比較例５とでは、錆の発生が皆無であった。

【００５０】

【発明の効果】以上の如く、本発明のマグネットローラ
によれば、その本体部に、磁気的に交換相互作用する硬
磁性相と軟磁性相との複相を有し且つ５ＫＯｅ以下の保
磁力（iHc）および５ＫＧ以上の残留磁束密度を有する
希土類磁性粉を用いた希土類ボンド磁石を用いているの
で、軟磁性相の低保磁力と一般的に硬磁性相より高い磁
化とを利用できるため、低磁場で着磁しても高磁力が得
られる。特に、主磁極が単一極から構成される場合、８
ＫＯｅ〜１５ＫＯｅの低磁場で着磁しても、８５０Ｇ以
上の高磁力を得ることができ、また、主磁極が複数極か
ら構成される場合でも、８００Ｇ以上の高磁力を得るこ
とができるため、現像効率の高いマグネットローラを得
ることが可能である。このように主磁極を低磁場で着磁
形成できることから、着磁装置の大型化と大電力化を避
けることができ、製作コストを低く抑えつつも、優れた
磁気特性を備えたマグネットローラを得ることが可能と
なる。

【００５１】また、前記希土類磁性粉中にコバルトを１
〜１６ｗｔ％添加することにより、メッキなどの表面被
覆を必要とせず、耐食性や耐酸化性が良好なマグネット
ローラが得られるため、その結果マグネットローラは長
期にわたり安定した磁気特性を得ることが可能となる。

【００５２】更に、主磁極を複数の磁極によって構成す
るとともに、該主磁極を構成する複数の磁極のうち隣接
し合う磁極の極性を相互に逆極性に設定することによ
り、使用時の主磁極近辺における現像剤の穂立ちを密と
でき、また、現像ゾーンにおける磁極性の変化による現
像剤の反転（回転）が活発になるので、感光体への現像
剤の供給効率が高まり、高画質化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るマグネットローラの一実施例を示
す概略断面図である。

【図２】本発明に係るマグネットローラの他の実施例を
示す概略図である。

【図３】本発明に係るマグネットローラの更に他の実施
例を示す概略図である。

【図４】本発明に係るマグネットローラの更に他の実施
例を示す概略図である。

【図５】本発明に係るマグネットローラの更に他の実施
例を示す概略図である。

【図６】本発明に係るマグネットローラの更に他の実施
例を示す概略図である。

【図７】実施例のマグネットローラの周方向に亘る磁力
分布を示す模式図である。

【図８】他の実施例のマグネットローラの周方向に亘る
磁力分布を示す模式図である。

【図９】従来のスリーブに内蔵された現像ローラを示す
概略断面図である。

【符号の説明】

１、３１マグネットローラ２、４、８、１２、１６、１９、２３、２６、３２軸
部３、５、９、１３、１７、２４、３３本体部６、１０、１４溝７希土類樹脂磁石片（角形ピース）１１、１５Ａ〜１５Ｃ希土類樹脂磁石片（扇形ピー
ス）１８Ａ〜１８Ｃ、２１Ａ〜２１Ｃ希土類樹脂磁石片
（扇形ピース）２９Ａ〜２９Ｃ希土類樹脂磁石片（扇形ピース）２０Ａ、２０Ｂ、２０Ａ'、２０Ｂ' フェライト樹脂磁
石片（扇形ピース）２８Ａ、２８Ｂ、２８Ａ'、２８Ｂ' フェライト樹脂磁
石片（扇形ピース）２２、２７、３４アルミニウム合金製スリーブ２５、３０磁力の分布波形

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】本体部と、この本体部の両端を支持する
軸部とからなり、前記本体部の外周面に周方向に亘る複
数の磁極を着磁形成したマグネットローラにおいて、前
記本体部の全部もしくはその一部が、磁気的に交換相互
作用する硬磁性相と軟磁性相との複相を有し且つ５ＫＯ
ｅ以下の保磁力（iHc）および５ＫＧ以上の残留磁束密
度を有する希土類磁性粉と樹脂バインダーとを用いた希
土類ボンド磁石からなることを特徴とするマグネットロ
ーラ。
【請求項２】前記希土類磁性粉が交換スプリング磁性
粉からなる請求項１記載のマグネットローラ。
【請求項３】硬磁性相として希土類−鉄−ホウ素化合
物相、軟磁性相として鉄相または鉄−ホウ素化合物相を
用いた請求項１または２記載のマグネットローラ。
【請求項４】硬磁性相として希土類−鉄−窒素化合物
相、軟磁性相として鉄相を用いた請求項１または２記載
のマグネットローラ。
【請求項５】前記希土類磁性粉中にコバルトが１〜１
６ｗｔ％添加されてなる請求項１〜４の何れか１項に記
載のマグネットローラ。
【請求項６】主磁極を複数の磁極によって構成すると
ともに、該主磁極を構成する複数の磁極のうち隣接し合
う磁極の極性を相互に逆極性に設定してなる請求項１〜
５の何れか１項に記載のマグネットローラ。
【請求項７】前記本体部外周面の主磁極近辺であっ
て、軸線に沿って形成した溝内に前記希土類ボンド磁石
からなる磁石片を配設してなる請求項１〜６の何れか１
項に記載のマグネットローラ。
【請求項８】前記軸部の外周面に前記希土類ボンド磁
石を含む複数の磁石片を貼着してなる請求項１〜６の何
れか１項に記載のマグネットローラ。