JP2001118721A

JP2001118721A - マグネットローラ

Info

Publication number: JP2001118721A
Application number: JP30075499A
Authority: JP
Inventors: Noriyoshi Sugiyama; 憲義杉山
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1999-10-22
Filing date: 1999-10-22
Publication date: 2001-04-27

Abstract

(57)【要約】【課題】小径化しても十分な磁力を得ることができ、
かつ多極化にも磁力の低下を招くことなく良好に対応し
得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】樹脂バインダーに磁性粉を混合分散した
樹脂磁石組成物をローラ状に成形し、所望の磁気特性に
着磁してなるマグネットローラにおいて、上記磁性粉と
して希土類合金粉末、好ましくは異方性希土類合金粉末
を用いたことを特徴とする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、樹脂バインダーに
磁性粉を混合分散した樹脂磁石組成物をローラ状に成形
し、着磁してなるマグネットローラに関し、更に詳述す
ると、小径に形成しても高磁力化及び多磁極化を達成す
ることができ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のバインダーに磁性
粉体を混合分散した樹脂磁石組成物を、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し、所望の磁気
特性に着磁することにより、製造されている。

【０００４】また、近年の電子写真装置等の進歩に伴っ
て、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り、この要求に応えるため、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用組成物で成形し、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も行なわれている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来、マグネットロー
ラは細いものでも直径２０ｍｍ程度のものが主流であっ
たが、近年の複写機，プリンターの小型化に伴ってより
細いマグネットローラが求められている。その一方で、
複写機，プリンターの性能面に対する要求も年々厳しく
なってきており、マグネットローラに対してもより高い
磁力及び複雑な磁力パターン（具体的には多極化）が求
められるようになってきている。

【０００６】しかしながら、マグネットローラを小径に
すれば、当然その磁力は低下し、また小径化の上に、複
雑な磁力パターンに対応するため多極化すれば、各磁極
の磁力は一層低くなってしまう。この場合、高磁力化の
ためには樹脂磁石中の磁性粉充填率を高くすることが考
えられるが、磁性粉の高充填には組成物の成形性が極端
に低下するなどの問題から限界があり、上記要求を十分
に満足することは困難である。

【０００７】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、ローラを小径化しても十分な磁力を得ることがで
き、かつ多極化にも磁力の低下を招くことなく良好に対
応し得、複写機やプリンターの小型化，高性能化に良好
に適応することができるマグネットローラを提供するこ
とを目的とする。

【０００８】

【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、樹脂バインダーに磁性粉を混合分散した樹脂磁石組
成物をローラ状に成形し、所望の磁気特性に着磁してマ
グネットローラを得る場合に、上記磁性粉として、Ｓｍ
−Ｆｅ−Ｎ合金粉末やＮｄ―Ｆｅ―Ｂ合金粉末などの希
土類合金粉末、特に異方性の希土類合金粉末を用いるこ
とにより、直径が１８ｍｍ以下の小径ローラとした場合
でも、従来のマグネットローラを遥かに陵駕する高い磁
力を達成することが可能であり、更に５極以上の磁極を
有する多極化にも十分に適応し得る良好な磁力を達成し
得ることを見出し、本発明を完成したものである。

【０００９】従って、本発明は、樹脂バインダーに磁性
粉を混合分散した樹脂磁石組成物をローラ状に成形し、
所望の磁気特性に着磁してなるマグネットローラにおい
て、上記磁性粉として希土類合金粉末を用いたことを特
徴とするマグネットローラを提供するものである。

【００１０】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、上述したように、樹脂バ
インダーに磁性粉として希土類合金粉末を混合分散した
樹脂磁石組成物をローラ状に成形し、所望の磁力特性に
着磁したものである。

【００１１】上記バインダー樹脂としては、従来から樹
脂磁石のバインダー樹脂として公知の樹脂を用いること
ができ、例えば、ポリアミド樹脂（ポリアミド−６、ポ
リアミド１２等）、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（ＥＶ
Ａ）、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（ＰＰ）、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
を持つ官能基を導入した変性ポリオレフィン等が例示さ
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
の中でも、力学的強度や寸法安定性、環境安定性の点か
らポリアミド１２、ポリアミド６、エポキシ樹脂などが
好適に使用される。

【００１２】上記バインダー樹脂の配合量は、特に制限
されるものではないが、樹脂磁石組成物全体の２０〜３
重量％程度、特に１５〜５重量％とすることが好まし
い。このバインダー樹脂の配合量が３重量％未満である
と、成形加工上不具合が生じる場合があり、また成形品
の機械的強度が不十分になる場合がある。一方、２０重
量％を超えると、磁性粉の充填量が不足して磁気特性的
に不十分となる場合がある。

【００１３】次に、このバインダー樹脂中に混合分散さ
れる磁性粉は、希土類合金が用いられる。この希土類合
金としては、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ合金、Ｎｄ―Ｆｅ―Ｂ合
金、Ｓｍ−Ｃｏ系合金などが例示される。この場合、特
に制限されるものではないが、異方性の希土類合金が好
ましく用いられ、特に異方性Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ合金、異方
性Ｎｄ―Ｆｅ―Ｂ合金が特に好ましく用いられる。ここ
で、例えばＳｍ−Ｆｅ−Ｎ合金やＮｄ―Ｆｅ―Ｂ合金に
は等方性のものも存在するが、等方性のものは後述する
磁場印加による配向操作を行うことができない点などか
ら高磁力化に不利な場合がある一方、等方性のＳｍ−Ｆ
ｅ−Ｎ合金やＮｄ―Ｆｅ―Ｂ合金などは、着磁が容易で
ある点から、適度な磁力で着磁性を優先する場合などは
適宜選択することができる。また、ＳｒフェライトやＢ
ａフィライトなどのフェライトには異方性のものも存在
するが、異方性であってもフェライト粉末では本発明が
目的とする十分な磁力を得ることは困難である。なお、
上記希土類合金は１種を単独で用いても２種以上を併用
してもよい。

【００１４】この磁性粉は、粉末として用いられ、その
粒径は特に制限されるものではないが、平均粒径１〜５
００μｍ、特に２〜２００μｍ程度であることが好まし
い。また、この磁性粉の配合割合は、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、通常は樹脂磁石組成物全体の８０〜９７
重量％、特に８５〜９５重量％程度であることが好まし
い。

【００１５】本発明のマグネットローラを形成する上記
樹脂磁石組成物には、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。この場合、本発明に用いられる充填材
としては、特に制限されるものではないが、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、Ｚｎ
Ｏ，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が、これらの中ではプラスチ
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。

【００１６】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、通常は樹脂磁石組成物全
体の１〜３０重量％、特に３〜２０重量％程度とされ
る。なお、本発明マグネットローラを形成する上記樹脂
磁石組成物には、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も差し支えない。

【００１７】本発明のマグネットローラは、上記樹脂磁
石組成物をローラ状に成形したものであり、その際の成
形法としては、射出成形法、押出成形法、圧縮成形法等
の適宜な成形法を採用することができる。この場合、特
に制限されるものではないが、上記樹脂バインダー、磁
性粉及びその他添加剤を混合し、溶融混練して、一旦ペ
レット状に成形し、このペレット状の成形材料を射出成
形や押出成形に供することにより本発明のマグネットロ
ーラを成形することが好ましい。

【００１８】上記樹脂磁石組成物を用いて本発明のマグ
ネットローラを成形する場合、特に制限されるものでは
ないが、磁性粉として異方性の希土類合金粉末を用いた
場合は、金型のキャビティー周囲に磁石等を配置して樹
脂磁石組成物に磁場を印加しながら成形を行い、樹脂磁
石組成物中の異方性希土類合金粉末からなる磁性粉を目
的とする磁力特性に応じて配向させることが好ましい。
これにより、より確実に高磁力化を達成することができ
る。

【００１９】ここで、通常マグネットローラは、樹脂磁
石からなるローラ本体と、該ローラ本体の両端部から突
出するシャフト部とを具備した構成とされるが、この場
合、金属等からなるシャフトを金型にセットしてその外
周に上記樹脂磁石組成物でローラ本体を成形してもよ
く、またシャフト部とローラ本体とを上記樹脂磁石組成
物で一体に成形してもよい。更に、高度で複雑な磁気特
性が要求される場合などには、樹脂磁石組成物を用いて
複数の樹脂磁石片を成形し、これらを金属等からなるシ
ャフトの外周に張り合わせてローラ本体を形成してもよ
い。

【００２０】また、このようにして得られたローラ状成
形物に所望の磁力パターンを着磁して、本発明のマグネ
ットローラが得られるが、この場合着磁は、上述した磁
性粉配向のために印加する磁場によって成形と同時に行
っても、成形後に公知の着磁機を用いて行ってもよく、
また磁場の印加により磁性粉を配向させながら成形を行
った後に一旦脱磁し、改めて着磁機により着磁を行って
もよい。この場合、本発明の上記樹脂磁石組成物によれ
ば、一旦脱磁した後に再び着磁しても容易に高磁力を得
ることができる。

【００２１】本発明マグネットローラは、複写機やプリ
ンターなどの電子写真装置，静電記録装置に用いられる
ローラ状の樹脂マグネットであり、用いられる機器等に
応じて所望の寸法に形成され、通常は直径１０〜３０ｍ
ｍの大きさのローラとされるが、本発明のマグネットロ
ーラにあっては直径２０ｍｍ以下、特に１８ｍｍ以下の
非常に細いローラとした場合でも高磁力化を達成するこ
とができ、このような小径のマグネットローラとした場
合に本発明の効果が特に顕著である。

【００２２】また、通常マグネットローラには、３〜７
極程度の複数の磁極が着磁されるが、本発明のマグネッ
トローラは、５極以上、特に５〜７極の磁極を有する多
極ローラとした場合でも、各磁極の磁力を比較的高くす
ることができ、例えば、後述する実施例のように、直径
１２ｍｍ程度の小径ローラに７極の磁極を着磁する場合
でも、１０００Ｇ以上の高磁力を達成することが可能で
ある。

【００２３】

【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、ローラを小径化しても十分な磁力を
得ることができ、かつ多極化にも磁力の低下を招くこと
なく良好に対応し得、複写機やプリンターの小型化，高
性能化に良好に適応することができる。

【００２４】

【実施例】以下、実施例，比較例を示して本発明を具体
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。

【００２５】［実施例］異方性のＳｍ−Ｆｅ−Ｎ系合金
粉末（平均粒径３μｍ）９．２ｋｇを０．８ｋｇのポリ
アミド１２に添加混合し、混練機（２軸混練機）で混練
し、ペレタイズしてペレット状の樹脂磁石組成物を得
た。

【００２６】得られた樹脂磁石組成物を、射出成形機に
より磁場を印加しながら直径１２ｍｍ，長さ２４０ｍｍ
のローラ状に成形し、一旦脱磁した後に着磁して７極の
磁極を有するマグネットローラを得た。得られたマグネ
ットローラの表面磁力をローラの周方向に沿って測定し
たところ、図１の通りであった。

【００２７】［比較例］異方性のＳｒフェライト粉末
９．０ｋｇを１．０ｋｇのポリアミド６に添加混合し、
混練機（２軸混練機）で混練し、ペレタイズしてペレッ
ト状の樹脂磁石組成物を得た。

【００２８】得られた樹脂磁石組成物を、射出成形機に
より磁場を印加しながら直径１２ｍｍ，長さ２４０ｍｍ
のローラ状に成形し、一旦脱磁した後に着磁して７極の
磁極を有するマグネットローラを得た。得られたマグネ
ットローラの表面磁力をローラの周方向に沿って測定し
たところ、図２の通りであった。

【００２９】図１及び図２に示されているように、本発
明のマグネットローラは、直径１２ｍｍの小径ローラに
７極の磁極を着磁した場合でも、１０００Ｇを超える高
い磁力が得られるこが確認された。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例で作成した本発明マグネットローラの表
面磁力を示すグラフである。

【図２】比較例で作成したマグネットローラの表面磁力
を示すグラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考） // Ｃ０８Ｊ 5/00 ＣＥＲＣ０８Ｊ 5/00 ＣＥＲＣＥＺＣＥＺＦターム(参考） 2H031 AC18 AC19 AC20 4F071 AA01 AA15 AA15X AA20 AA22 AA28 AA28X AA29 AA29X AA33 AA33X AA42 AA45 AA46 AA54 AA62 AB12 BA01 BB03 BB05 BB06 BC06 4J002 AA001 BB031 BB061 BB071 BB121 BB211 BC031 BE031 BF031 BN031 CD001 CF061 CF071 CL001 CN011 DC006 GM00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】樹脂バインダーに磁性粉を混合分散した
樹脂磁石組成物をローラ状に成形し、所望の磁気特性に
着磁してなるマグネットローラにおいて、上記磁性粉と
して希土類合金粉末を用いたことを特徴とするマグネッ
トローラ。
【請求項２】上記希土類合金粉末が、異方性のもので
ある請求項１記載のマグネットローラ。
【請求項３】上記希土類合金粉末が、異方性Ｓｍ−Ｆ
ｅ−Ｎ合金粉末及び／又は異方性Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ合金粉
末である請求項２記載のマグネットローラ。
【請求項４】ローラの直径が２０ｍｍ以下である請求
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】５極以上の磁極を有する請求項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】最大磁力を有する磁極の表面磁力が１０
００Ｇ以上である請求項１〜５のいずれか１項に記載の
マグネットローラ。
【請求項７】上記樹脂磁石組成物を、磁場を印加しな
がら成形して該樹脂磁石組成物中の磁性粉を所望の状態
に配向させたものである請求項１〜６のいずれか１項に
記載のマグネットローラ。