JP2006073595A - 圧縮成形用コンパウンド、及び、その製造方法、並びに、長尺磁石成形体、及び、その製造方法、並びに、マグネットローラ、現像ローラ、現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】成形される磁石成形体を高磁力化すると共に、その強度を大きくし、しかも、成形される磁石成形体における磁石粉の表面の錆の発生を防止した圧縮成形用コンパウンドを提供する。
【解決手段】磁石粉1と、該磁石粉1の表面に付着した熱可塑性樹脂微粒子4と、流動性付与剤とを有する圧縮成形用コンパウンド10において、(イ)該磁石粉1の平均粒径が、30〜200μmであり、(ロ)該熱可塑性樹脂微粒子4が、平均粒径10μ未満の第1の熱可塑性樹脂微粒子2と、平均粒径10μ以上、該磁石粉の平均粒径未満の第2の熱可塑性樹脂微粒子3と、で構成され、そして、(ハ)該第1の熱可塑性樹脂微粒子2の個数が、該磁石粉1の個数の10〜100(但し、10を除く)倍であると共に、第2の熱可塑性樹脂微粒子3の個数が、該磁石粉1の個数の5〜10倍であるものとする。
【選択図】図1
【解決手段】磁石粉1と、該磁石粉1の表面に付着した熱可塑性樹脂微粒子4と、流動性付与剤とを有する圧縮成形用コンパウンド10において、(イ)該磁石粉1の平均粒径が、30〜200μmであり、(ロ)該熱可塑性樹脂微粒子4が、平均粒径10μ未満の第1の熱可塑性樹脂微粒子2と、平均粒径10μ以上、該磁石粉の平均粒径未満の第2の熱可塑性樹脂微粒子3と、で構成され、そして、(ハ)該第1の熱可塑性樹脂微粒子2の個数が、該磁石粉1の個数の10〜100(但し、10を除く)倍であると共に、第2の熱可塑性樹脂微粒子3の個数が、該磁石粉1の個数の5〜10倍であるものとする。
【選択図】図1
Description
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンター等の画像形成装置において用いられるマグネットローラに埋設する磁石成形体を成形するための圧縮成形用コンパウンド材料、及び、その製造方法、並びに、該圧縮成形用コンパウンド材料で成形された長尺磁石成形体、及び、その製造方法、並びに、該長尺磁石成形体を埋設させたマグネットローラ、該マグネットローラを有する現像ローラ、該現像ローラを有する現像装置、該現像装置を有するプロセスカートリッジ、及び、該プロセスカートリッジを有する画像形成装置に関する。
近年、注目されるようになってきた「トナー及び磁性粒子からなる二成分現像剤を用いて像担持体に形成された潜像を現像する高機能現像装置」(SLIC現像装置)は、二成分現像装置における画像上の問題を解決するものであるが、このSLIC現像装置に搭載される現像ローラ(マグネットローラ)においては、(A)現像極の半値幅が20°以下(従来の2成分現像では約50°)であること、及び、(B)磁束密度が120〜140mT(従来の2成分現像は80〜120mT)であること、とされているので、SLIC現像装置では、現像極の磁束密度を高くし、さらに、半値幅を従来の半分以下にする必要がある。
このようなSLIC現像装置に搭載される現像ローラ(マグネットローラ)としては、円筒状に形成し外周面に軸方向に延びる複数個の磁極を設けてなる永久磁石材に軸を固着してなるマグネットローラにおいて、永久磁石材を、フェライト磁石系材料からなり実質的の円筒状に形成してなる本体と、この本体の特定の磁極若しくはその近傍に設けられた溝内に少なくとも一部が埋設固着してなりかつ等方性のR−Fe−B系磁性粉結合材料からなる材料によって形成した磁石片と、によって形成したもの(特許文献1を参照。)を用いることが考えられたが、かかる従来のマグネットローラにおいては、半値幅を低くすると、磁束密度も小さくなるので、前記(A)及び(B)の両項目を同時に満足することができないという問題があった。
また、プラスチック希土類磁石成形体としては、等方性のNd−Fe−Bを含有するコンパウンドを用いて射出成型法や押出し成型法で製造したものが市販されているが、その磁力は、(BH)max値で6〜9MGOeであるので、充分ではなかった。
そこで、本発明者らは、13MGOe以上の高磁力マグネットを達成するために、現在最も高磁力を示す異方性Nd磁石材料を使用することを検討したが、異方性Nd磁石材料を含有するコンパウンドを使用しても、射出成型法や押出し成型法では、その磁力は、現段階では、(BH)max値で10〜12MGOeが限界であるので、13MGOe以上の高磁力化は達成できないという問題があった。
本発明者らは、異方性Nd磁石材料を含有するコンパウンドを最も高磁力化が期待できる圧縮成型法で成形することも検討した。異方性Nd磁石材料を含有する磁石コンパウンドを圧縮成形するには、成形型中において溶融したコンパウンドに磁場をかけて配向させる必要がある。一般的に、圧縮成形で用いられるコンパウンドにおいては、その結合樹脂(バインダー)として、熱硬化性樹脂のエポキシ系材料が使用されている。このようなコンパウンドでは、エポキシ樹脂/硬化剤を1〜10wt%を磁石材料に配合して、磁石材料の周囲に付着させることにより、DRYコンパウンドとしている。しかしながら、エポキシ樹脂をDRY状態のコンパウンドとするためには、固形のエポキシ樹脂及び固形の硬化剤を使用する必要がある。固形の硬化剤は芳香族アミン系、ジシアンジアミド系、イミダゾール系等多くの材料があるが、いずれの材料も硬化温度が高く、最低でも150℃は必要であり、硬化処理時間も長く、しかも、60分以上必要になるという問題があった。また、一般的に磁石材料は、熱により減磁される性質を有しているが、特に、異方性Nd磁石材料は、熱減磁を受けやすいので、150℃×60分の熱処理によって、磁気特性(BH)maxが約15%低下するという問題があった。
磁場中圧縮成型法では、プレス圧力を上げて磁石成形体の密度を向上することと、及び、溶融したコンパウンドに磁場をかけて配向性を向上させること、により、高磁力化が可能となるが、エポキシ樹脂コンパウンドの場合には、密度が上がりにくいので、大きなプレス圧力が必要になる。13MGOeを達成するためには、磁石成形品の密度として6.1g/cm3 が必要であるので、プレス圧力として7.0ton/cm2 が必要となる。15%の減磁特性を考慮すると、磁石成形体の密度として6.55g/cm3 が必要となり、プレス圧力として11.1ton/cm2 が必要となる。今、角柱マグ幅6mm×高さ2.5mm×長さ304mmの磁石成形体を作製する場合には、横磁場成型(プレス方向と磁場方向とが直交する成形)でのプレス面積は、7.6cm2 (0.25×30.4)となり、また、必要なプレス圧力は、84tonとなるので、100tonクラスのプレス機が必要になってくる。磁場中圧縮成形法においては、金型を電磁石間に配置して、溶融した磁石コンパウンドに磁場をかけて磁石を配向させるが、発生磁場は電磁石間のギャップに依存するので、ギャップが狭いほど高磁力が得られ、そのために、一般的には、ギャップ値は10mmとされている。このような理由により、金型の板厚を厚くすることができないので、高プレス圧力をかけると金型が破損するという問題があった。
本発明者らは、コンパウンドを構成する熱可塑性樹脂粒子に顔料、帯電制御剤及び離型剤を含有させることにより、プレス圧を6ton/cm2 以下に低くしても、13MGOe以上の磁石成形体を得ることができる発明を提案した(特願2002−303201)。しかし、この発明によれば、熱可塑性樹脂粒子が顔料、帯電制御剤及び離型剤を含有しているので、磁石成形体の強度を高める作用のある熱可塑性樹脂の含有量が少なくなり、そのために、このような熱可塑性樹脂粒子で構成されるコンパウンドで成形した磁石成形体は、折れやすいこと、角部が脱落されやすいこと等の問題があった。また、この発明において、プレス圧を高めずに高磁力を達成するためには、成型密度を大きくする必要があり、その為の有効的な方法として熱プレス法があるが、熱可塑性樹脂粒子を含有する磁石コンパウンドをその熱可塑性樹脂の熱軟化点以上の温度をかけた状態でプレスすると、溶融した接着剤が金型に付着するので、量産性が難しいという問題があった。また、この発明においては、更なる高磁力(14MGOe以上)が難しいという問題もあった。
特許第2545601号公報
本発明は、かかる問題を解決することを目的としている。
即ち、本発明は、成形される磁石成形体を高磁力化すると共に、その強度を大きくし、しかも、成形される磁石成形体における磁石粉の表面の錆の発生を防止した圧縮成形用コンパウンドを提供することを第1の目的とし、前記圧縮成形用コンパウンドで圧縮成形した磁石成形体を低コストで提供することを第2の目的とし、そして、前記長尺磁石成形体を埋設させて特定極の磁力をさらに高め、高機能化したマグネットローラ、該マグネットローラを有する現像ローラ、該現像ローラを有する現像装置、該現像装置を有するプロセスカートリッジ、及び、該プロセスカートリッジを有する画像形成装置を低コストで提供することを第3の目的としている。
請求項1に記載された発明は、上記目的を達成するために、磁石粉と、該磁石粉の表面に付着した熱可塑性樹脂微粒子と、流動性付与剤とを有する圧縮成形用コンパウンドにおいて、(イ)該磁石粉の平均粒径が、30〜200μmであり、(ロ)該熱可塑性樹脂微粒子が、平均粒径10μ未満の第1の熱可塑性樹脂微粒子と、平均粒径10μ以上、該磁石粉の平均粒径未満の第2の熱可塑性樹脂微粒子と、で構成され、そして、(ハ)該第1の熱可塑性樹脂微粒子の個数が、該磁石粉の個数の10〜100(但し、10を除く)倍であると共に、第2の熱可塑性樹脂微粒子の個数が、該磁石粉の個数の5〜10倍であることを特徴とする圧縮成形用コンパウンドである。
請求項2に記載された発明は、請求項1に記載された発明において、前記磁石粉と前記熱可塑性樹脂粒子との配合割合は、該磁石粉が93〜97重量%であるのに対して、該熱可塑性樹脂粒子が7〜3重量%であり、そして、前記第1の熱可塑性樹脂微粒子と前記第2の熱可塑性樹脂微粒子との配合割合は、該第1の熱可塑性樹脂微粒子が50〜99重量%であるのに対して、該第2の熱可塑性樹脂微粒子50〜1重量%であることを特徴とするものである。
請求項3に記載された発明は、請求項1又は2に記載された発明において、前記流動性付与剤の配合割合が、前記圧縮成型用コンパウンド全体に対して、0.01〜0.1重量%であることを特徴とするものである。
請求項4に記載された発明は、請求項1〜3のいずれか1項に記載された発明において、前記熱可塑性樹脂微粒子を構成する前記第1の熱可塑性樹脂微粒子の軟化点及び前記第2の熱可塑性樹脂微粒子の軟化点が、いずれも、90℃以下であり、かつ、該第2の熱可塑性樹脂微粒子の軟化点が、該第1の熱可塑性樹脂微粒子の軟化点よりも10℃以上低いことを特徴とするものである。
請求項5に記載された発明は、請求項1〜4のいずれか1項に記載された発明において、前記第1の熱可塑性樹脂微粒子が、顔料、帯電制御剤及び離型剤から選ばれる少なくとも1種を含んでいることを特徴とするものである。
請求項6に記載された発明は、請求項1〜5のいずれか1項に記載された発明において、前記第1の熱可塑性樹脂微粒子が、乳化重合法又は懸濁重合法により製造された球状の微粒子であることを特徴とするものである。
請求項7に記載された発明は、
(a)請求項1〜7のいずれか1項に記載の圧縮成型用コンパウンドを金型に充填する工程、
(b)この金型に充填した圧縮成型用コンパウンドを前記第2の熱可塑性樹脂微粒子の軟化点以上前記第1の熱可塑性樹脂微粒子の軟化点以下の温度に加熱して、該第2の熱可塑性樹脂微粒子を溶融状態にする工程、
(c)この溶融状態にした圧縮成型用コンパウンドを配行磁場中において圧縮成形して成形体とする工程、及び、
(d)この圧縮成形した成形体を脱磁、脱型した後、前記第1の熱可塑性樹脂微粒子の軟化点以上の温度で焼成を行って磁石成形体とする工程
を順次有することを特徴とする長尺磁石成形体の製造方法。
(a)請求項1〜7のいずれか1項に記載の圧縮成型用コンパウンドを金型に充填する工程、
(b)この金型に充填した圧縮成型用コンパウンドを前記第2の熱可塑性樹脂微粒子の軟化点以上前記第1の熱可塑性樹脂微粒子の軟化点以下の温度に加熱して、該第2の熱可塑性樹脂微粒子を溶融状態にする工程、
(c)この溶融状態にした圧縮成型用コンパウンドを配行磁場中において圧縮成形して成形体とする工程、及び、
(d)この圧縮成形した成形体を脱磁、脱型した後、前記第1の熱可塑性樹脂微粒子の軟化点以上の温度で焼成を行って磁石成形体とする工程
を順次有することを特徴とする長尺磁石成形体の製造方法。
請求項8に記載された発明は、請求項7に記載された磁石成形体の製造方法によって得られた磁石成形体である。
請求項9に記載された発明は、磁性紛を含有するプラスチック磁石で構成される円筒形状の磁石成形体の極に相当する部分に、他の部材が埋設できるような、溝形状の収納部分が1極以上配設されたマグネットローラにおいて、該収納部分に、該円筒状の磁石成形体のプラスチック磁石よりも高磁力の磁石成形体として請求項8に記載の長尺磁石成形体を埋設したことを特徴とするマグネットローラである。
請求項10に記載された発明は、請求項9に記載のマグネットローラの外周に回転可能な非磁性円筒体を配置して現像ローラとしたことを特徴とする現像ローラである。
請求項11に記載された発明は、現像ローラ、現像剤供給部材、現像剤層規制部材、及び、現像剤を少なくとも有する現像装置において、該現像ローラとして、請求項10に記載の現像ローラを有することを特徴とする現像装置である。
請求項12に記載された発明は、現像装置、感光体及び帯電ローラを少なくとも有するプロセスカートリッジにおいて、該現像装置として、請求項11に記載の現像装置を有することを特徴とするプロセスカートリッジである。
請求項13に記載された発明は、プロセスカートリッジ、光書き込み手段、転写部材、及び、定着装置を少なくとも有する画像形成装置において、請求項12に記載のプロセスカートリッジを有することを特徴とする画像形成装置である。
請求項1に記載された発明によれば、磁石粉と、該磁石粉の表面に付着した熱可塑性樹脂微粒子と、流動性付与剤とを有する圧縮成形用コンパウンドにおいて、(イ)該磁石粉の平均粒径が、30〜200μmであり、(ロ)該熱可塑性樹脂微粒子が、平均粒径10μ未満の第1の熱可塑性樹脂微粒子と、平均粒径10μ以上、該磁石粉の平均粒径未満の第2の熱可塑性樹脂微粒子と、で構成され、そして、(ハ)該第1の熱可塑性樹脂微粒子の個数が、該磁石粉の個数の10〜100(但し、10を除く)倍であると共に、第2の熱可塑性樹脂微粒子の個数が、該磁石粉の個数の5〜10倍であるので、「平均粒径10μ以上、該磁石粉の平均粒径未満」の第2の熱可塑性樹脂微粒子が、不定形の磁石粉同士の隙間を埋めやすくなり、そのために、空隙が少なくなり、よって、成形される磁石成形体を高磁力化すると共に、その強度を大きくし、しかも、成形される磁石成形体における磁石粉の表面の錆の発生を防止した圧縮成形用コンパウンド材料を提供することができる。
請求項2に記載された発明によれば、前記磁石粉と前記熱可塑性樹脂粒子との配合割合は、該磁石粉が93〜97重量%であるのに対して、該熱可塑性樹脂粒子が7〜3重量%であり、そして、前記第1の熱可塑性樹脂微粒子と前記第2の熱可塑性樹脂微粒子との配合割合は、該第1の熱可塑性樹脂微粒子が50〜99重量%であるのに対して、該第2の熱可塑性樹脂微粒子50〜1重量%であるので、磁石成形体の強度を充分に保ちながら14MGOe以上の高磁力化が可能となる。
請求項3に記載された発明によれば、前記流動性付与剤の配合割合が、前記圧縮成型用コンパウンド全体に対して、0.01〜0.1重量%であるので、磁石成形体の強度低下を小さく抑えることができる。また、圧縮成形用コンパウンドの流動性を改善することができ、そのために、特に、長尺方向の磁力偏差を低減することができる。
請求項4に記載された発明によれば、前記熱可塑性樹脂微粒子を構成する前記第1の熱可塑性樹脂微粒子の軟化点及び前記第2の熱可塑性樹脂微粒子の軟化点が、いずれも、90℃以下であるので、熱減磁を低下して磁石成形体を高磁力化することができ、しかも、該第2の熱可塑性樹脂微粒子の軟化点が、該第1の熱可塑性樹脂微粒子の軟化点よりも10℃以上低いので、熱圧縮成形が可能となり、熱圧縮成型時における溶融した熱可塑性樹脂の金型への固着が防止され、そして、磁石成型体の高強度化が可能となる。
請求項5に記載された発明によれば、前記第1の熱可塑性樹脂微粒子が、顔料、帯電制御剤及び離型剤から選ばれる少なくとも1種を含んでいるので、磁石粉が滑りやすくなって磁石の配向性が向上し、また、磁石成型密度も大きくなり、それらのために、磁石成形体の磁力を向上させることができる。
請求項6に記載された発明によれば、前記第1の熱可塑性樹脂微粒子が、乳化重合法又は懸濁重合法により製造された球状の微粒子であるので、圧縮成形物の高密度化が可能になり、そのために、磁気特性をさらに向上させることができる。また、球状粒子とすると、磁性粉への被覆面積が向上するので、表面の磁性粉の露出面積が低減でき、そのために、防錆効果が生じる。
請求項7に記載された発明によれば、
(a)請求項1〜7のいずれか1項に記載の圧縮成型用コンパウンドを金型に充填する工程、
(b)この金型に充填した圧縮成型用コンパウンドを前記第2の熱可塑性樹脂微粒子の軟化点以上前記第1の熱可塑性樹脂微粒子の軟化点以下の温度に加熱して、該第2の熱可塑性樹脂微粒子を溶融状態にする工程、
(c)この溶融状態にした圧縮成型用コンパウンドを配行磁場中において圧縮成形して成形体とする工程、及び、
(d)この圧縮成形した成形体を脱磁、脱型した後、前記第1の熱可塑性樹脂微粒子の軟化点以上の温度で焼成を行って磁石成形体とする工程
を順次有しているので、平均粒径10μ以上、該磁石粉の平均粒径未満の第2の熱可塑性樹脂微粒子が、不定形の磁石粉同士の隙間を埋めやすくなり、そのために、空隙が少なくなり、よって、成形される長尺磁石成形体を高磁力化すると共に、その強度を大きくした長尺磁石成形体を提供することができる。
(a)請求項1〜7のいずれか1項に記載の圧縮成型用コンパウンドを金型に充填する工程、
(b)この金型に充填した圧縮成型用コンパウンドを前記第2の熱可塑性樹脂微粒子の軟化点以上前記第1の熱可塑性樹脂微粒子の軟化点以下の温度に加熱して、該第2の熱可塑性樹脂微粒子を溶融状態にする工程、
(c)この溶融状態にした圧縮成型用コンパウンドを配行磁場中において圧縮成形して成形体とする工程、及び、
(d)この圧縮成形した成形体を脱磁、脱型した後、前記第1の熱可塑性樹脂微粒子の軟化点以上の温度で焼成を行って磁石成形体とする工程
を順次有しているので、平均粒径10μ以上、該磁石粉の平均粒径未満の第2の熱可塑性樹脂微粒子が、不定形の磁石粉同士の隙間を埋めやすくなり、そのために、空隙が少なくなり、よって、成形される長尺磁石成形体を高磁力化すると共に、その強度を大きくした長尺磁石成形体を提供することができる。
請求項8に記載された発明によれば、請求項7に記載された磁石成形体の製造方法によって得られた長尺磁石成形体であるので、その長尺磁石成形体は、14MGOe以上の高磁力を有すると共に、大きな強度を有し、しかも、磁石粉の表面の錆の発生を防止したものとなる。
請求項9に記載された発明によれば、磁性紛を含有するプラスチック磁石で構成される円筒形状の磁石成形体の極に相当する部分に、他の部材が埋設できるような、溝形状の収納部分が1極以上配設されたマグネットローラにおいて、該収納部分に、該円筒状の磁石成形体のプラスチック磁石よりも高磁力の磁石成形体として請求項8に記載の長尺磁石成形体を埋設したので、特定極の磁力をさらに高めた高機能化したマグネットローラとすることができる。
請求項10に記載された発明によれば、請求項9に記載のマグネットローラの外周に回転可能な非磁性円筒体を配置して現像ローラとしたので、キャリアの付着を防止しすることができ、そのために、高画質化が可能となる。
請求項11に記載された発明によれば、現像ローラ、現像剤供給部材、現像剤層規制部材、及び、現像剤を少なくとも有する現像装置において、該現像ローラとして、請求項10に記載の現像ローラを有しているので、高画質化が可能となる。
請求項12に記載された発明によれば、現像装置、感光体及び帯電ローラを少なくとも有するプロセスカートリッジにおいて、該現像装置として、請求項11に記載の現像装置を有しているので、高画質化が可能となる。
請求項13に記載された発明によれば、プロセスカートリッジ、光書き込み手段、転写部材、及び、定着装置を少なくとも有する画像形成装置において、請求項12に記載のプロセスカートリッジを有しているので、高画質化が可能となる。
図1は、本発明の実施の形態を示す圧縮成形用コンパウンドの概念説明図である。図2は、本発明の一実施形態を示すマグネットローラの側面図である。図3は、本発明の他の一実施形態を示す現像剤担持体の平面図である。図4は、本発明の一実施形態を示す現像装置の説明図である。図5は、本発明の一実施形態を示すプロセスカートリッジの説明図である。図6は、本発明の一実施形態を示す画像形成装置の説明図である。
図1において、10は、圧縮成形用コンパウンドである。圧縮成形用コンパウンド10は、磁石粉1と、該磁石粉1の表面に付着した熱可塑性樹脂微粒子4と、流動性付与剤(図示せず)とを有している。この圧縮成形用コンパウンド10においては、(イ)該磁石粉1の平均粒径が、30〜200μmであり、(ロ)該熱可塑性樹脂微粒子4が、平均粒径10μ未満の第1の熱可塑性樹脂微粒子2と、「平均粒径10μ以上、該磁石粉の平均粒径未満」の第2の熱可塑性樹脂微粒子3と、で構成され、そして、(ハ)該第1の熱可塑性樹脂微粒子2の個数が、該磁石粉1の個数の10〜100(但し、10を除く)倍であると共に、第2の熱可塑性樹脂微粒子3の個数が、該磁石粉1の個数の5〜10倍である。
このように、磁石粉1と、該磁石粉1の表面に付着した熱可塑性樹脂微粒子4と、流動性付与剤とを有する圧縮成形用コンパウンド10おにおいて、(イ)該磁石粉1の平均粒径が、30〜200μmであり、(ロ)該熱可塑性樹脂微粒子4が、平均粒径10μ未満の第1の熱可塑性樹脂微粒子2と、平均粒径10μ以上、該磁石粉の平均粒径未満の第2の熱可塑性樹脂微粒子3と、で構成され、そして、(ハ)該第1の熱可塑性樹脂微粒子2の個数が、該磁石粉1の個数の10〜100(但し、10を除く)倍であると共に、第2の熱可塑性樹脂微粒子3の個数が、該磁石粉1の個数の5〜10倍であると、「平均粒径10μ以上、該磁石粉の平均粒径未満」の第2の熱可塑性樹脂微粒子が、不定形の磁石粉同士の隙間を埋めやすくなり、そのために、空隙が少なくなり、よって、成形される磁石成形体を高磁力化すると共に、その強度を大きくし、しかも、成形される磁石成形体における磁石粉の表面の錆の発生を防止した圧縮成形用コンパウンド材料を提供することができる。
本発明における磁石粉1は、好ましくは、Nd−Fe−B系材料又はSm−Fe−N系材料で構成されるが、その平均粒径は、30〜200μmであり、好ましくは、80〜150μm、さらに好ましくは、100〜120μmの不定形粒子である。本発明における第1の熱可塑性樹脂微粒子2は、磁石成形体(図示せず)の磁力を高めるために配合するものであるが、磁石粉1の表面に付着するするように配置するので、その個数は、磁石粉1の10〜100倍必要になる。
従来の磁石成形体においては、バインダーとして作用する熱可塑性樹脂微粒子は、磁石粉の周囲に付着して、磁石粉の分散均一性を向上させ、さらに、磁石の配向性を向上させるために、磁石粉の粒径の1/10以下のものを使用してきたが、マグネットバルク内の空隙部が大きくなるので、磁石粉同士の結合が不充分となり、そのために、磁石成形体の強度が低下するという問題があったが、本発明によれば、「平均粒径10μ以上、該磁石粉の平均粒径未満」の第2の熱可塑性樹脂微粒子3が該磁石粉1の個数の5〜10(但し、10を除く)倍配合されるので、不定形の磁石粉1同士の隙間を埋めやすくなり、そのために、空隙が少なくなり、よって、成形される磁石成形体(図示せず)を高磁力化すると共に、その強度を大きくし、しかも、成形される磁石成形体における磁石粉1の表面の錆の発生を防止することができる。
前記第1の熱可塑性樹脂微粒子2の個数が前記磁石粉1の個数の10〜100(但し、10を除く)倍であると共に、第2の熱可塑性樹脂微粒子3の個数が該磁石粉の個数の5〜10倍であることは、前述のとおりであるが、このような倍率にするためには、前記磁石粉1と前記熱可塑性樹脂粒子4との配合割合は、好ましくは、該磁石粉1が93〜97重量%であるのに対して、該熱可塑性樹脂粒子4が7〜3重量%であり、そして、前記第1の熱可塑性樹脂微粒子2と前記第2の熱可塑性樹脂微粒子3との配合割合は、該第1の熱可塑性樹脂微粒子2が50〜99重量%であるのに対して、該第2の熱可塑性樹脂微粒子3が、50〜1重量%である。このように、前記磁石粉と前記熱可塑性樹脂粒子との配合割合は、該磁石粉が93〜97重量%であるのに対して、該熱可塑性樹脂粒子が7〜3重量%であり、そして、前記第1の熱可塑性樹脂微粒子と前記第2の熱可塑性樹脂微粒子との配合割合は、該第1の熱可塑性樹脂微粒子が50〜99重量%であるのに対して、該第2の熱可塑性樹脂微粒子50〜1重量%であると、磁石成形体の強度を充分に保ちながら14MGOe以上の高磁力化が可能となる。
前記「熱可塑性樹脂微粒子4」を構成する「熱可塑性樹脂」は、例えば、ポリスチレン、ポリクロロエチレン、ポリビニルトルエン等のスチレン系化合物及びその置換体よりなる単重合体、並びに、スチレン−p−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタレン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル重合体、スチレン−ビニルメチルケトン重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン-イソプレン共重合体、スチレン-アクリロニトリル-インデン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体等のスチレン系共重合体があげらる。また、前記「熱可塑性樹脂」は、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリビニルブチルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂、エポキシポリオール系樹脂等の樹脂であってもかまわない。これらの樹脂は、1種又は2種以上混合して使用することができる。
本発明における「熱可塑性樹脂微粒子4」は、磁石粉1のバインダーとして働く。従来のエポキシのような磁性粉の周囲に固着しているものは、磁石粉が凝集しやすく、また、配向性が低下することが多いが、本発明における「熱可塑性樹脂微粒子4」は、磁性粉の表面に静電気的に付着しているので、従来の磁性粉の周囲に固着バインダーと比較し、配向しやすく、また、高磁力化が可能となる。本発明における「熱可塑性樹脂微粒子」を構成する「熱可塑性樹脂」では、熱可塑性樹脂が溶融する温度又は軟化する温度で磁石粉をバインドすることが可能になるので、短時間でベーク工程が終了し、そのために、温度による熱減磁を少なくすることができる。
前記「流動性付与剤」は、例えば、シリカ、酸化チタン、酸化アルミニウム、フッ素樹脂、ステアリン酸金属のごとき潤滑剤、酸化セリウム、並びに、タルクがあげられる。
従来の熱可塑性樹脂微粒子単独を含有する圧縮成形用コンパウンドは、流動性が悪く、金型への充填性が悪く、そして、ブリッジや空隙部が多くなるので、これで成形された磁石成形体は、磁気特性がばらつきやすくなるが、本発明においては、前記流動性付与剤が圧縮成形用コンパウンド10に配合され、その配合割合は、前記圧縮成型用コンパウンド全体に対して、好ましくは、0.01〜0.1重量%、さらに好ましくは、0.3〜0.8重量%とされる。流動性を改善するための最低必要量は、用いる磁石粉1の粒径値、材質、流動性付与剤の材質、粒径によって異なるが、少なくとも0.1重量%必要である。磁石成形体の強度も同様に磁石粉1の粒径値、材質、流動性付与剤の材質、粒径によって異なるが、1重量%を超えると、接着性を低下させ、磁石成形体の強度を低くするものである。
このように、前記流動性付与剤の配合割合が、前記圧縮成型用コンパウンド10全体に対して、0.01〜0.1重量%であると、圧縮成形用コンパウンド10の流動性が大きく向上するので、磁石成形体における磁力のばらつきを低減することができ、そのために、磁石成形体における長尺方向の磁力偏差を低減することができる。特に、SLIC現像装置に搭載される現像ローラ(マグネットローラ)に使用する磁石成形体においては、その長さ方向のサイズが200〜310mmもの長尺となるので、長尺方向の磁力分布の精度が要求されるが、前記磁石成形体は、このようなSLIC現像装置に搭載される現像ローラ(マグネットローラ)における磁石成形体として好適に用いることができる。
本発明者らは、前記「圧縮成形用コンパウンドの流動性」を供給時の配管の通りやすさで評価した。圧縮成形用コンパウンドの流動性のよいものは、目詰まり無く通過するが、流動性の悪いものは、目詰まりを発生する。それ故、評価に用いた配管径は、金型の溝幅(2.3mm)よりも狭くする必要があるので、この評価においては、2.0mmとした。そして、流動性付与剤の配合量(重量%)とそれを含有する圧縮成形用コンパウンドの通過性(以下、「通過性」という。)との関係、及び、該圧縮成形用コンパウンドで成形される磁石成形体の曲げ強度(Kg/mm2 )と磁石成形体の工程内折れ不良(以下、「工程内折れ不良」という。)との関係を評価し、さらに、総合評価をした。評価結果は、次の表1に示される。評価基準は、「通過性」については、○:振動しなくても通過する、△:振動付加で通過する、及び、×:振動付加でも通過しない、とし、「工程内折れ不良」については、○:不良率1.0%以下、△:不良率5.0%以下、及び、×:不良率10.0%以下とし、そして、総合評価については、○:実用上問題なし、△:多少の不具合があるが実用上問題なし、及び、×:実用上問題あり、とした。
表1より、前記流動性付与剤の配合割合が0.01〜0.1重量%であると、圧縮成形用コンパウンドの流動性を改善することができ、不良品の少ないな磁石成形体が得られることがわかる。
本発明においては、前記熱可塑性樹脂微粒子4を構成する前記第1の熱可塑性樹脂微粒子2の軟化点及び前記第2の熱可塑性樹脂微粒子3の軟化点は、いずれも、90℃以下であり、かつ、該第2の熱可塑性樹脂微粒子3の軟化点は、該第1の熱可塑性樹脂微粒子2の軟化点よりも10℃以上低い。このように、前記熱可塑性樹脂微粒子4を構成する前記第1の熱可塑性樹脂微粒子2の軟化点及び前記第2の熱可塑性樹脂微粒子3の軟化点が、いずれも、90℃以下であると、熱減磁を低下して磁石成形体を高磁力化することができ、しかも、該第2の熱可塑性樹脂微粒子3の軟化点が、該第1の熱可塑性樹脂微粒子2の軟化点よりも10℃以上低いと、熱圧縮成形が可能となり、熱圧縮成型時における溶融した熱可塑性樹脂の金型への固着が防止され、そして、磁石成型体の高強度化が可能となる。
磁石成形体を高磁力化するためには、磁石粉の配向性を上げることと磁石成形物の成形密度を大きくすることとが重要である。プレス圧を大きくしないで、成形密度を高めるためには熱プレス工法が有効である。圧縮成形用コンパウンドを加熱すると、熱可塑性樹脂微粒子が溶融して液状化するので、プレス時の滑り抵抗が減少し、そのために、磁石粉間の空隙部が少なくなり、よって、磁石成形体の成形密度が大きくなる。ところが、熱可塑性樹脂微粒子が溶融すると、これが金型に固着し、そのために、磁石成形体の表面が欠落したり、また、金型の清掃が必要になる。そこで、本発明においては、熱可塑性樹脂微粒子が熱プレス時に金型に固着しないよう、前記熱可塑性樹脂微粒子4を構成する前記第1の熱可塑性樹脂微粒子2の軟化点及び前記第2の熱可塑性樹脂微粒子3の軟化点は、いずれも、90℃以下とし、かつ、該第2の熱可塑性樹脂微粒子3の軟化点は、該第1の熱可塑性樹脂微粒子2の軟化点よりも10℃以上低いものとする。そして、本発明においては、圧縮成形用コンパウンドを圧縮成形している時には、磁石粉1の周囲に多く付着している10μm以下の第1の熱可塑性樹脂微粒子2は、溶融していないので、磁石粉1の配向性を高める作用を有し、そして、第2の熱可塑性樹脂微粒子3は、溶融して、磁石成形体の成形密度を大きくする作用を有している。
本発明においては、前記第1の熱可塑性樹脂微粒子2は、顔料、帯電制御剤及び離型剤から選ばれる少なくとも1種を含んでいる。このように、第1の熱可塑性樹脂微粒子2が、顔料、帯電制御剤及び離型剤から選ばれる少なくとも1種を含んでいると、かかる第1の熱可塑性樹脂微粒子2を磁場をかけた状態で圧縮成形するときに、磁石粉1が滑りやすくなって磁石粉1の配向性が向上し、また、磁石成型密度も大きくなり、それらのために、磁石成形体の高磁力化達成することができる。また、磁石粉1の周囲に熱可塑性樹脂微粒子4が静電付着するので、圧縮成形用コンパウンドの組成が均一となり、そのために、磁石成形体の磁力が均一となる。
本発明においては、熱可塑性樹脂、顔料、帯電性制御剤、及び、離型剤から選ばれる少なくとも1種の混合物は、例えば、熱可塑性樹脂、顔料、帯電性制御剤、及び、離型剤から選ばれる少なくとも1種を加熱ニーダー、3本ロールミル等の加熱混合処理可能な装置により、溶融、混練した後、冷却固化し、これをジェットミル、ボールミル等の粉砕機により1〜50μmの粒径に粉砕することにより得る。本発明における第1の熱可塑性樹脂微粒子は、粉砕しても再凝集しやすいので、10μ以下の微粒子にすることが難しい。そこで、本発明においては、顔料(カーボンブラック)を添加して混練することにより、冷却固化した混練物の粉砕後の再凝集を防止することができる。顔料の添加量は、好ましくは、1〜20重量%、さらに好ましくは、5〜10重量%である。前記帯電制御剤は、磁石粉1と第1の熱可塑性樹脂微粒子2との分散性を向上するために添加される。その添加量は、好ましくは、1〜20重量%、さらに好ましくは、0.5〜10重量%である。前記離型剤は、成型後の型離れ性を良くするものに添加される。その添加量は、好ましくは、1〜20重量%、さらに好ましくは、2〜10重量%である。
前記顔料は、例えば、カーボンブラックオイルファーネスブラック、チャンネルブラック、ランプブラック、アセチレンブラック等のカーボンブラック、カドミウムイエロー、ミネラルファストイエロー、ニッケルチタンイエロー、モリブテンオレンジ、パーマネントオレンジ、ベンガラ、カドミウムレッド、メチルバイオレットレーキ、コバルトブルー、及び、アルカリブルーである。前記帯電制御剤は、例えば、ニグロシン、4級アンモニウム塩、含金属アゾ染料、及び、サリチル酸の錯化合物である。前記離型剤は、例えば、低分子量のポリエチレン、プロピレン等の合成ワックス、キャデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワックス、木ろう、ホホバ油などの植物ワックス類、ミツロウ、ラノリン、鯨ろう等の動物系ワックス類、モンタンワックス、オゾケライトなどの鉱物系ワックス類、硬化ヒマシ油、ヒドロキシステアリン酸、脂肪酸アミド、及び、フェノール脂肪酸エステル等の油脂系ワックス類である。これらは、1種又は2種以上混合して使用することができる。
一般的に、熱可塑性樹脂微粒子は、熱可塑性樹脂ペレットを粉砕して微粉末化することにより得ているが、粉砕した熱可塑性樹脂微粒子は、不定形をしている。これに対して、本発明における前記第1の熱可塑性樹脂微粒子2は、好ましくは、乳化重合法又は懸濁重合法により製造された球状の微粒子である。この第1の熱可塑性樹脂微粒子2の円形度は、好ましくは、0.9以上である。このように、前記第1の熱可塑性樹脂微粒子2が、乳化重合法又は懸濁重合法により製造された球状の微粒子であると、磁石粉間の隙間を埋めやすくなるので、磁石成形体の高密度化が可能になり、そのために、磁石成形体の磁気特性をさらに向上させることができる。また、球状粒子とすると、磁性粉への被覆面積が向上するので、表面の磁性粉の露出面積が低減でき、そのために、防錆効果が生じる。
本発明の長尺磁石成形体の製造方法は、
(a)請求項1〜7のいずれか1項に記載の圧縮成型用コンパウンドを金型に充填する工程、
(b)この金型に充填した圧縮成型用コンパウンドを前記第2の熱可塑性樹脂微粒子の軟化点以上前記第1の熱可塑性樹脂微粒子の軟化点以下の温度に加熱して、該第2の熱可塑性樹脂微粒子を溶融状態にする工程、
(c)この溶融状態にした圧縮成型用コンパウンドを配行磁場中において圧縮成形して成形体とする工程、及び、
(d)この圧縮成形した成形体を脱磁、脱型した後、前記第1の熱可塑性樹脂微粒子の軟化点以上の温度で焼成を行って磁石成形体とする工程
を順次有している。このように、本発明の磁石成形体の製造方法が前記(a)〜(d)を順次有していると、平均粒径10μ以上、該磁石粉の平均粒径未満の第2の熱可塑性樹脂微粒子が、不定形の磁石粉同士の隙間を埋めやすくなり、そのために、空隙が少なくなり、よって、成形される長尺磁石成形体を高磁力化すると共に、その強度を大きくした長尺磁石成形体を提供することができる。
(a)請求項1〜7のいずれか1項に記載の圧縮成型用コンパウンドを金型に充填する工程、
(b)この金型に充填した圧縮成型用コンパウンドを前記第2の熱可塑性樹脂微粒子の軟化点以上前記第1の熱可塑性樹脂微粒子の軟化点以下の温度に加熱して、該第2の熱可塑性樹脂微粒子を溶融状態にする工程、
(c)この溶融状態にした圧縮成型用コンパウンドを配行磁場中において圧縮成形して成形体とする工程、及び、
(d)この圧縮成形した成形体を脱磁、脱型した後、前記第1の熱可塑性樹脂微粒子の軟化点以上の温度で焼成を行って磁石成形体とする工程
を順次有している。このように、本発明の磁石成形体の製造方法が前記(a)〜(d)を順次有していると、平均粒径10μ以上、該磁石粉の平均粒径未満の第2の熱可塑性樹脂微粒子が、不定形の磁石粉同士の隙間を埋めやすくなり、そのために、空隙が少なくなり、よって、成形される長尺磁石成形体を高磁力化すると共に、その強度を大きくした長尺磁石成形体を提供することができる。
本発明の磁石成形体は、請求項7に記載された長尺磁石成形体の製造方法によって得られた長尺磁石成形体である。このように、本発明の磁石成形体が請求項7に記載された長尺磁石成形体の製造方法によって得られたものであると、その長尺磁石成形体は、14MGOe以上の高磁力を有すると共に、大きな強度を有し、しかも、磁石粉の表面の錆の発生を防止したものとなる。
図2に示すように、本発明のマグネットローラ20Aには、磁性粉を含有するプラスチック磁石で構成される円筒形状の磁石成形体12の一部の極に相当する部分に、他の部材が埋設できるような、溝形状の収納部分が1極以上配設されている。そして、該収納部分に、該円筒形状の磁石成形体12のプラスチック磁石よりも高磁力の磁石成形体として請求項8に記載の長尺磁石成形体13を埋設する。このように、該収納部分に、該円筒形状の磁石成形体12のプラスチック磁石よりも高磁力の磁石成形体として請求項8に記載の長尺磁石成形体13を埋設すると、特定極の磁力をさらに高めた高機能化したマグネットローラ20Aとすることができる。
図3に示すように、本発明の現像ローラ20Bは、請求項9に記載のマグネットローラ20Aの外周に回転可能な非磁性円筒体14が配置されたものである。前記非磁性円筒体としては、例えば、アルミニウム、SUS(ステンレス)などを用いることができる。加工性、軽さの面でアルミニウムを用いられることが多い。アルミニウムの場合、A6063、A5056、A3003等、SUSの場合、303、304、316などを用いることができる。このように、請求項9に記載のマグネットローラ20Aの外周に回転可能な非磁性円筒体14が配置されていると、キャリアの付着を防止することができ、そのために、高画質化を可能とした現像剤担持体を提供することができる。
図4に示すように、本発明の現像装置30は、現像ローラ20B、現像剤供給部材21、及び、現像剤層規制部材22を少なくとも有している。そして、この現像装置30は、該現像ローラ20Bとして、請求項10に記載の現像ローラ20Bを有している。このように、該現像ローラ20Bとして、請求項10に記載の現像ローラ20Bを有していると、高画質化を可能とした現像装置30を提供することができる。
図5に示すように、本発明のプロセスカートリッジ40は、現像ローラ20B、現像剤供給部材21、及び、現像剤層規制部材22を少なくとも有する現像装置30、並びに、帯電ローラ24及び像担持体25を有している。そして、このプロセスカートリッジ40は、該現像装置30として、請求項11に記載の現像装置を有している。このように、該現像装置30として、請求項11に記載の現像装置30を有していると、高画質化を可能とすることができるプロセスカートリッジ40を提供することができる。
図6に示すように、本発明の画像形成装置50は、プロセスカートリッジ40、光書き込み手段103、転写部材105、及び、定着装置117を少なくとも有している。そして、この本発明の画像形成装置50は、プロセスカートリッジ40として、請求項12に記載のプロセスカートリッジを有している。このように、プロセスカートリッジ40として、請求項12に記載のプロセスカートリッジを有していると、高画質化を可能とした画像装置50を提供することができる。
図6においては、プロセスカートリッジ40は、現像ローラ20B、現像剤供給部材21、及び、現像剤層規制部材22、を有する現像装置30、並びに、帯電ローラ24及び像担持体25を有したものとなっている。また、図6において、106は、クリーニングブレードであり、107は、除電光学系であり、113は、トナー供給部であり、114は、レジストローラであり、115は、トナー回収羽根であり、117は、定着装置であり、そして、116は、トナー搬送コイルである。
(実施例1)
(1)異方性のNd−Fe−Bで構成される磁石粉94重量%、(2)ポリエステル樹脂にカーボンブラックとカルバナワックスとサルチル酸ジルコニウムとを配合してなる樹脂組成物で構成される熱軟化点:87℃、平均体積粒径5.2μmの第1の熱可塑性樹脂微粒子4重量%、(3)スチレンアクリル樹脂で構成される熱軟化点:73℃、平均体積粒径16μmの第2の熱可塑性樹脂微粒子1.8重量%、及び、(4)疎水性シリカ(流動性付与剤)0.2重量%、を混合し、これらを攪拌して圧縮成形用コンパウンドとした。そして、この圧縮成形用コンパウンドを幅2.3mm、高さ5.0mm、及び、長さ306mmの大きさのキャビティを有する78±3℃に調温された金型のキャビティに充填した後、金型に13000(Oe)の磁界が発生するように直流電界を加え、続いて、前記キャビティに充填した圧縮成形用コンパウンドに磁場印加状態で5.5ton/cm2 のプレス圧を加えて成形体を形成した。次に、この金型に4000(Oe)の配向とは逆磁場を印加して、成形体と金型の両方の脱磁を行なった後、成形体を金型から取り出し、この成形体を100℃の焼成炉で焼成した。このように焼成した磁石成形体の大きさは、幅2.32mm、高さ2.49mm、及び、長さ307.1mmであり、その密度は、5.85g/cm3 であった。続いて、この成形体に100℃30分の熱処理を行なった後、パルス波着磁処理を25Tの発生磁場で行なって磁石成形体を得た。
(1)異方性のNd−Fe−Bで構成される磁石粉94重量%、(2)ポリエステル樹脂にカーボンブラックとカルバナワックスとサルチル酸ジルコニウムとを配合してなる樹脂組成物で構成される熱軟化点:87℃、平均体積粒径5.2μmの第1の熱可塑性樹脂微粒子4重量%、(3)スチレンアクリル樹脂で構成される熱軟化点:73℃、平均体積粒径16μmの第2の熱可塑性樹脂微粒子1.8重量%、及び、(4)疎水性シリカ(流動性付与剤)0.2重量%、を混合し、これらを攪拌して圧縮成形用コンパウンドとした。そして、この圧縮成形用コンパウンドを幅2.3mm、高さ5.0mm、及び、長さ306mmの大きさのキャビティを有する78±3℃に調温された金型のキャビティに充填した後、金型に13000(Oe)の磁界が発生するように直流電界を加え、続いて、前記キャビティに充填した圧縮成形用コンパウンドに磁場印加状態で5.5ton/cm2 のプレス圧を加えて成形体を形成した。次に、この金型に4000(Oe)の配向とは逆磁場を印加して、成形体と金型の両方の脱磁を行なった後、成形体を金型から取り出し、この成形体を100℃の焼成炉で焼成した。このように焼成した磁石成形体の大きさは、幅2.32mm、高さ2.49mm、及び、長さ307.1mmであり、その密度は、5.85g/cm3 であった。続いて、この成形体に100℃30分の熱処理を行なった後、パルス波着磁処理を25Tの発生磁場で行なって磁石成形体を得た。
このようにして得られた磁石成形体の(BH)maxをVSM測定機で測定したところ、その(BH)maxは、15.9(MGOe)であり、その磁石成形体の曲げ強さは、10.7Kg/mm2 であった。また、この磁石成形体をマグネットローラ80本にそれぞれ貼りつけたが、その際における折れ発生率は、0%であった。さらに、この磁石成形体を16スリーブ径のマグネットローラの現像極に埋設し、シアノアクリレート系の接着剤を用いて固着した。その際、上記幅方向の2.3mmが高さ方向になるように設置向きを変えた。このようにして得られたマグネットローラの磁束密度を、センサーと磁石成形体との距離を1mmとして、測定したところ、その磁束密度は、125mTであった。
(実施例2)
(1)異方性のNd−Fe−Bで構成される磁石粉94重量%、(2)ポリエステル樹脂及びスチレンアクリル樹脂よりなる樹脂混合物にカーボンブラックとライオスナワックスとサルチル酸ジルコニウムとを配合してなる樹脂組成物で構成される熱軟化点:88℃、平均体積粒径5.5μmの第1の熱可塑性樹脂微粒子3.8重量%、(3)ポリエステル樹脂で構成される熱軟化点:77℃、平均体積粒径20μmの第2の熱可塑性樹脂微粒子2重量%、及び、(4)疎水性シリカ(流動性付与剤)0.2重量%、を混合し、これらを攪拌して圧縮成形用コンパウンドとした。そして、この圧縮成形用コンパウンドを幅2.3mm、高さ5.0mm、及び、長さ306mmの大きさのキャビティを有する80±3℃に調温された金型のキャビティに充填した後、金型に13000(Oe)の磁界が発生するように直流電界を加え、続いて、前記キャビティに充填した圧縮成形用コンパウンドに磁場印加状態で5.5ton/cm2 のプレス圧を加えて成形体を形成した。次に、この金型に4000(Oe)の配向とは逆磁場を印加して、成形体と金型の両方の脱磁を行なった後、成形体を金型から取り出し、この成形体を100℃の焼成炉で焼成した。このように焼成した磁石成形体の大きさは、幅2.33mm、高さ2.47mm、及び、長さ307.2mmであり、その密度は、5.88g/cm3 であった。続いて、この成形体に100℃30分の熱処理を行なった後、パルス波着磁処理を25Tの発生磁場で行なって磁石成形体を得た。
(1)異方性のNd−Fe−Bで構成される磁石粉94重量%、(2)ポリエステル樹脂及びスチレンアクリル樹脂よりなる樹脂混合物にカーボンブラックとライオスナワックスとサルチル酸ジルコニウムとを配合してなる樹脂組成物で構成される熱軟化点:88℃、平均体積粒径5.5μmの第1の熱可塑性樹脂微粒子3.8重量%、(3)ポリエステル樹脂で構成される熱軟化点:77℃、平均体積粒径20μmの第2の熱可塑性樹脂微粒子2重量%、及び、(4)疎水性シリカ(流動性付与剤)0.2重量%、を混合し、これらを攪拌して圧縮成形用コンパウンドとした。そして、この圧縮成形用コンパウンドを幅2.3mm、高さ5.0mm、及び、長さ306mmの大きさのキャビティを有する80±3℃に調温された金型のキャビティに充填した後、金型に13000(Oe)の磁界が発生するように直流電界を加え、続いて、前記キャビティに充填した圧縮成形用コンパウンドに磁場印加状態で5.5ton/cm2 のプレス圧を加えて成形体を形成した。次に、この金型に4000(Oe)の配向とは逆磁場を印加して、成形体と金型の両方の脱磁を行なった後、成形体を金型から取り出し、この成形体を100℃の焼成炉で焼成した。このように焼成した磁石成形体の大きさは、幅2.33mm、高さ2.47mm、及び、長さ307.2mmであり、その密度は、5.88g/cm3 であった。続いて、この成形体に100℃30分の熱処理を行なった後、パルス波着磁処理を25Tの発生磁場で行なって磁石成形体を得た。
このようにして得られた磁石成形体の(BH)maxをVSM測定機で測定したところ、その(BH)maxは、15.8(MGOe)であり、その磁石成形体の曲げ強さは、10.9Kg/mm2 であった。また、この磁石成形体をマグネットローラ80本にそれぞれ貼りつけたが、その際における折れ発生率は、0%であった。さらに、この磁石成形体を16スリーブ径のマグネットローラの現像極に埋設し、シアノアクリレート系の接着剤を用いて固着した。その際、上記幅方向の2.3mmが高さ方向になるように設置向きを変えた。このようにして得られたマグネットローラの磁束密度を、センサーと磁石成形体との距離を1mmとして、測定したところ、その磁束密度は、129mTであった。
(実施例3)
(1)異方性のNd−Fe−Bで構成される磁石粉94重量%、(2)スチレンアクリル樹脂にカーボンブラックとカルバナワックスとサルチル酸ジルコニウムとを配合してなる樹脂組成物で構成される熱軟化点:89℃、平均体積粒径4.6μmの第1の熱可塑性樹脂微粒子4重量%、(3)ポリエステル樹脂及びスチレンアクリル樹脂で構成される熱軟化点:77℃、平均体積粒径13μmの第2の熱可塑性樹脂微粒子1.7重量%、及び、(4)疎水性シリカ(流動性付与剤)0.3重量%、を混合し、これらを攪拌して圧縮成形用コンパウンドとした。そして、この圧縮成形用コンパウンドを幅2.3mm、高さ5.0mm、及び、長さ306mmの大きさのキャビティを有する82±3℃に調温された金型のキャビティに充填した後、金型に13000(Oe)の磁界が発生するように直流電界を加え、続いて、前記キャビティに充填した圧縮成形用コンパウンドに磁場印加状態で5.5ton/cm2 のプレス圧を加えて成形体を形成した。次に、この金型に4000(Oe)の配向とは逆磁場を印加して、成形体と金型の両方の脱磁を行なった後、成形体を金型から取り出し、この成形体を100℃の焼成炉で焼成した。このように焼成した磁石成形体の大きさは、幅2.33mm、高さ2.47mm、及び、長さ307.2mmであり、その密度は、5.88g/cm3 であった。続いて、この成形体に100℃30分の熱処理を行なった後、パルス波着磁処理を25Tの発生磁場で行なって磁石成形体を得た。
(1)異方性のNd−Fe−Bで構成される磁石粉94重量%、(2)スチレンアクリル樹脂にカーボンブラックとカルバナワックスとサルチル酸ジルコニウムとを配合してなる樹脂組成物で構成される熱軟化点:89℃、平均体積粒径4.6μmの第1の熱可塑性樹脂微粒子4重量%、(3)ポリエステル樹脂及びスチレンアクリル樹脂で構成される熱軟化点:77℃、平均体積粒径13μmの第2の熱可塑性樹脂微粒子1.7重量%、及び、(4)疎水性シリカ(流動性付与剤)0.3重量%、を混合し、これらを攪拌して圧縮成形用コンパウンドとした。そして、この圧縮成形用コンパウンドを幅2.3mm、高さ5.0mm、及び、長さ306mmの大きさのキャビティを有する82±3℃に調温された金型のキャビティに充填した後、金型に13000(Oe)の磁界が発生するように直流電界を加え、続いて、前記キャビティに充填した圧縮成形用コンパウンドに磁場印加状態で5.5ton/cm2 のプレス圧を加えて成形体を形成した。次に、この金型に4000(Oe)の配向とは逆磁場を印加して、成形体と金型の両方の脱磁を行なった後、成形体を金型から取り出し、この成形体を100℃の焼成炉で焼成した。このように焼成した磁石成形体の大きさは、幅2.33mm、高さ2.47mm、及び、長さ307.2mmであり、その密度は、5.88g/cm3 であった。続いて、この成形体に100℃30分の熱処理を行なった後、パルス波着磁処理を25Tの発生磁場で行なって磁石成形体を得た。
このようにして得られた磁石成形体の(BH)maxをVSM測定機で測定したところ、その(BH)maxは、15.7(MGOe)であり、その磁石成形体の曲げ強さは、10.9Kg/mm2 であった。また、この磁石成形体をマグネットローラ80本にそれぞれ貼りつけたが、その際における折れ発生率は、0%であった。さらに、この磁石成形体を16スリーブ径のマグネットローラの現像極に埋設し、シアノアクリレート系の接着剤を用いて固着した。その際、上記幅方向の2.3mmが高さ方向になるように設置向きを変えた。このようにして得られたマグネットローラの磁束密度を、センサーと磁石成形体との距離を1mmとして、測定したところ、その磁束密度は、129mTであった。
(実施例3)
(1)異方性のNd−Fe−Bで構成される磁石粉94重量%、(2)乳化重合法より製造されたポリエステル樹脂にカーボンブラックとカルバナワックスとサルチル酸ジルコニウムとを配合してなる樹脂組成物で構成される熱軟化点:88℃、平均体積粒径5.0μmの第1の熱可塑性樹脂微粒子4.3重量%、(3)スチレンアクリル樹脂で構成される熱軟化点:73℃、平均体積粒径16μmの第2の熱可塑性樹脂微粒子0.5重量%、及び、(4)疎水性シリカ(流動性付与剤)0.2重量%、を混合し、これらを攪拌して圧縮成形用コンパウンドとした。そして、この圧縮成形用コンパウンドを幅2.3mm、高さ5.0mm、及び、長さ306mmの大きさのキャビティを有する78±3℃に調温された金型のキャビティに充填した後、金型に13000(Oe)の磁界が発生するように直流電界を加え、続いて、前記キャビティに充填した圧縮成形用コンパウンドに磁場印加状態で5.5ton/cm2 のプレス圧を加えて成形体を形成した。次に、この金型に4000(Oe)の配向とは逆磁場を印加して、成形体と金型の両方の脱磁を行なった後、成形体を金型から取り出し、この成形体を100℃の焼成炉で焼成した。このように焼成した磁石成形体の大きさは、幅2.32mm、高さ2.49mm、及び、長さ307.1mmであり、その密度は、5.98/cm3 であった。続いて、この成形体に100℃30分の熱処理を行なった後、パルス波着磁処理を25Tの発生磁場で行なって磁石成形体を得た。
(1)異方性のNd−Fe−Bで構成される磁石粉94重量%、(2)乳化重合法より製造されたポリエステル樹脂にカーボンブラックとカルバナワックスとサルチル酸ジルコニウムとを配合してなる樹脂組成物で構成される熱軟化点:88℃、平均体積粒径5.0μmの第1の熱可塑性樹脂微粒子4.3重量%、(3)スチレンアクリル樹脂で構成される熱軟化点:73℃、平均体積粒径16μmの第2の熱可塑性樹脂微粒子0.5重量%、及び、(4)疎水性シリカ(流動性付与剤)0.2重量%、を混合し、これらを攪拌して圧縮成形用コンパウンドとした。そして、この圧縮成形用コンパウンドを幅2.3mm、高さ5.0mm、及び、長さ306mmの大きさのキャビティを有する78±3℃に調温された金型のキャビティに充填した後、金型に13000(Oe)の磁界が発生するように直流電界を加え、続いて、前記キャビティに充填した圧縮成形用コンパウンドに磁場印加状態で5.5ton/cm2 のプレス圧を加えて成形体を形成した。次に、この金型に4000(Oe)の配向とは逆磁場を印加して、成形体と金型の両方の脱磁を行なった後、成形体を金型から取り出し、この成形体を100℃の焼成炉で焼成した。このように焼成した磁石成形体の大きさは、幅2.32mm、高さ2.49mm、及び、長さ307.1mmであり、その密度は、5.98/cm3 であった。続いて、この成形体に100℃30分の熱処理を行なった後、パルス波着磁処理を25Tの発生磁場で行なって磁石成形体を得た。
このようにして得られた磁石成形体の(BH)maxをVSM測定機で測定したところ、その(BH)maxは、16.2(MGOe)であり、その磁石成形体の曲げ強さは、10.9Kg/mm2 であった。また、この磁石成形体をマグネットローラ80本にそれぞれ貼りつけたが、その際における折れ発生率は、0%であった。さらに、この磁石成形体を16スリーブ径のマグネットローラの現像極に埋設し、シアノアクリレート系の接着剤を用いて固着した。その際、上記幅方向の2.3mmが高さ方向になるように設置向きを変えた。このようにして得られたマグネットローラの磁束密度を、センサーと磁石成形体との距離を1mmとして、測定したところ、その磁束密度は、128mTであった。
(比較例1)
(1)異方性のNd−Fe−Bで構成される磁石粉94重量%、(2)ポリエステルにカーボンブラックとカルバナワックスとサルチル酸ジルコニウムとを配合してなる樹脂組成物で構成される熱軟化点:87℃、平均体積粒径5.2μmの熱可塑性樹脂微粒子5.8重量%、及び、(3)疎水性シリカ(流動性付与剤)0.3重量%、を混合し、これらを攪拌して圧縮成形用コンパウンドとした。そして、この圧縮成形用コンパウンドを幅2.3mm、高さ5.0mm、及び、長さ306mmの大きさのキャビティを有する金型(金型温度:室温)のキャビティに充填した後、金型に13000(Oe)の磁界が発生するように直流電界を加え、続いて、前記キャビティに充填した圧縮成形用コンパウンドに磁場印加状態で5.5ton/cm2 のプレス圧を加えて成形体を形成した。次に、この金型に4000(Oe)の配向とは逆磁場を印加して、成形体と金型の両方の脱磁を行なった後、成形体を金型から取り出し、この成形体を100℃の焼成炉で焼成した。このように焼成した磁石成形体の大きさは、幅2.32mm、高さ2.52mm、及び、長さ306.8mmであり、その密度は、5.45g/cm3 であった。続いて、この成形体に100℃30分の熱処理を行なった後、パルス波着磁処理を25Tの発生磁場で行なって磁石成形体を得た。
(1)異方性のNd−Fe−Bで構成される磁石粉94重量%、(2)ポリエステルにカーボンブラックとカルバナワックスとサルチル酸ジルコニウムとを配合してなる樹脂組成物で構成される熱軟化点:87℃、平均体積粒径5.2μmの熱可塑性樹脂微粒子5.8重量%、及び、(3)疎水性シリカ(流動性付与剤)0.3重量%、を混合し、これらを攪拌して圧縮成形用コンパウンドとした。そして、この圧縮成形用コンパウンドを幅2.3mm、高さ5.0mm、及び、長さ306mmの大きさのキャビティを有する金型(金型温度:室温)のキャビティに充填した後、金型に13000(Oe)の磁界が発生するように直流電界を加え、続いて、前記キャビティに充填した圧縮成形用コンパウンドに磁場印加状態で5.5ton/cm2 のプレス圧を加えて成形体を形成した。次に、この金型に4000(Oe)の配向とは逆磁場を印加して、成形体と金型の両方の脱磁を行なった後、成形体を金型から取り出し、この成形体を100℃の焼成炉で焼成した。このように焼成した磁石成形体の大きさは、幅2.32mm、高さ2.52mm、及び、長さ306.8mmであり、その密度は、5.45g/cm3 であった。続いて、この成形体に100℃30分の熱処理を行なった後、パルス波着磁処理を25Tの発生磁場で行なって磁石成形体を得た。
このようにして得られた磁石成形体の(BH)maxをVSM測定機で測定したところ、その(BH)maxは、13.0(MGOe)であり、その磁石成形体の曲げ強さは、4.7Kg/mm2 であった。また、この磁石成形体をマグネットローラ80本にそれぞれ貼りつけたが、その際における折れ発生率は、3.7%であった。さらに、この磁石成形体を16スリーブ径のマグネットローラの現像極に埋設し、シアノアクリレート系の接着剤を用いて固着した。その際、上記幅方向の2.3mmが高さ方向になるように設置向きを変えた。このようにして得られたマグネットローラの磁束密度を、センサーと磁石成形体との距離を1mmとして、測定したところ、その磁束密度は、106mTであった。
(比較例2)
(1)等方性のSm−Fe−Nで構成される磁石粉94重量%、(2)ポリエステルにカーボンブラックとカルバナワックスとサルチル酸ジルコニウムとを配合してなる樹脂組成物で構成される熱軟化点:88℃、平均体積粒径5.2μmの熱可塑性樹脂微粒子2.0重量%、(3)ポリエステル樹脂で構成される熱軟化点:77℃、平均体積粒径120μmの第2の熱可塑性樹脂微粒子3.8重量%、及び、(4)疎水性シリカ(流動性付与剤)0.2重量%、を混合し、これらを攪拌して圧縮成形用コンパウンドとした。そして、この圧縮成形用コンパウンドを幅2.3mm、高さ5.0mm、及び、長さ306mmの大きさのキャビティを有する80±3℃に調温された金型のキャビティに充填した後、金型に13000(Oe)の磁界が発生するように直流電界を加え、続いて、前記キャビティに充填した圧縮成形用コンパウンドに磁場印加状態で5.5ton/cm2 のプレス圧を加えて成形体を形成した。次に、この金型に4000(Oe)の配向とは逆磁場を印加して、成形体と金型の両方の脱磁を行なった後、成形体を金型から取り出し、この成形体を100℃の焼成炉で焼成した。このように焼成した磁石成形体の大きさは、幅2.34mm、高さ2.54mm、及び、長さ307.1mmであり、その密度は、5.42g/cm3 であった。続いて、この成形体に100℃30分の熱処理を行なった後、パルス波着磁処理を25Tの発生磁場で行なって磁石成形体を得た。
(1)等方性のSm−Fe−Nで構成される磁石粉94重量%、(2)ポリエステルにカーボンブラックとカルバナワックスとサルチル酸ジルコニウムとを配合してなる樹脂組成物で構成される熱軟化点:88℃、平均体積粒径5.2μmの熱可塑性樹脂微粒子2.0重量%、(3)ポリエステル樹脂で構成される熱軟化点:77℃、平均体積粒径120μmの第2の熱可塑性樹脂微粒子3.8重量%、及び、(4)疎水性シリカ(流動性付与剤)0.2重量%、を混合し、これらを攪拌して圧縮成形用コンパウンドとした。そして、この圧縮成形用コンパウンドを幅2.3mm、高さ5.0mm、及び、長さ306mmの大きさのキャビティを有する80±3℃に調温された金型のキャビティに充填した後、金型に13000(Oe)の磁界が発生するように直流電界を加え、続いて、前記キャビティに充填した圧縮成形用コンパウンドに磁場印加状態で5.5ton/cm2 のプレス圧を加えて成形体を形成した。次に、この金型に4000(Oe)の配向とは逆磁場を印加して、成形体と金型の両方の脱磁を行なった後、成形体を金型から取り出し、この成形体を100℃の焼成炉で焼成した。このように焼成した磁石成形体の大きさは、幅2.34mm、高さ2.54mm、及び、長さ307.1mmであり、その密度は、5.42g/cm3 であった。続いて、この成形体に100℃30分の熱処理を行なった後、パルス波着磁処理を25Tの発生磁場で行なって磁石成形体を得た。
このようにして得られた磁石成形体の(BH)maxをVSM測定機で測定したところ、その(BH)maxは、12.6(MGOe)であり、その磁石成形体の曲げ強さは、9.5Kg/mm2 であった。また、この磁石成形体をマグネットローラ80本にそれぞれ貼りつけたが、その際における折れ発生率は、0%であった。さらに、この磁石成形体を16スリーブ径のマグネットローラの現像極に埋設し、シアノアクリレート系の接着剤を用いて固着した。その際、上記幅方向の2.3mmが高さ方向になるように設置向きを変えた。このようにして得られたマグネットローラの磁束密度を、センサーと磁石成形体との距離を1mmとして、測定したところ、その磁束密度は、108mTであった。
1 磁石粉
2 第1の熱可塑性樹脂微粒子
3 第2の熱可塑性樹脂微粒子
4 熱可塑性樹脂微粒子
10 圧縮成形用コンパウンド
11 芯軸
12 マグネットローラ
13 長尺磁石成形体
14 非磁性円筒体
20,23 現像ローラ
21 現像剤供給部材
22 現像剤層規制部材
24 帯電ローラ
30 現像装置
40 プロセスカートリッジ
50 画像形成装置
2 第1の熱可塑性樹脂微粒子
3 第2の熱可塑性樹脂微粒子
4 熱可塑性樹脂微粒子
10 圧縮成形用コンパウンド
11 芯軸
12 マグネットローラ
13 長尺磁石成形体
14 非磁性円筒体
20,23 現像ローラ
21 現像剤供給部材
22 現像剤層規制部材
24 帯電ローラ
30 現像装置
40 プロセスカートリッジ
50 画像形成装置
Claims (13)
- 磁石粉と、該磁石粉の表面に付着した熱可塑性樹脂微粒子と、流動性付与剤とを有する圧縮成形用コンパウンドにおいて、(イ)該磁石粉の平均粒径が、30〜200μmであり、(ロ)該熱可塑性樹脂微粒子が、平均粒径10μ未満の第1の熱可塑性樹脂微粒子と、平均粒径10μ以上、該磁石粉の平均粒径未満の第2の熱可塑性樹脂微粒子と、で構成され、そして、(ハ)該第1の熱可塑性樹脂微粒子の個数が、該磁石粉の個数の10〜100(但し、10を除く)倍であると共に、第2の熱可塑性樹脂微粒子の個数が、該磁石粉の個数の5〜10倍であることを特徴とする圧縮成形用コンパウンド。
- 前記磁石粉と前記熱可塑性樹脂粒子との配合割合は、該磁石粉が93〜97重量%であるのに対して、該熱可塑性樹脂粒子が7〜3重量%であり、そして、前記第1の熱可塑性樹脂微粒子と前記第2の熱可塑性樹脂微粒子との配合割合は、該第1の熱可塑性樹脂微粒子が50〜99重量%であるのに対して、該第2の熱可塑性樹脂微粒子50〜1重量%であることを特徴とする請求項1に記載の圧縮成形用コンパウンド。
- 前記流動性付与剤の配合割合が、前記圧縮成型用コンパウンド全体に対して、0.01〜0.1重量%であることを特徴とする請求項1又は2に記載の圧縮成形用コンパウンド。
- 前記熱可塑性樹脂微粒子を構成する前記第1の熱可塑性樹脂微粒子の軟化点及び前記第2の熱可塑性樹脂微粒子の軟化点が、いずれも、90℃以下であり、かつ、該第2の熱可塑性樹脂微粒子の軟化点が、該第1の熱可塑性樹脂微粒子の軟化点よりも10℃以上低いことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の圧縮成形用コンパウンド。
- 前記第1の熱可塑性樹脂微粒子が、顔料、帯電制御剤及び離型剤から選ばれる少なくとも1種を含んでいることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の圧縮成形用コンパウンド。
- 前記第1の熱可塑性樹脂微粒子が、乳化重合法又は懸濁重合法により製造された球状の微粒子であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の圧縮成形用コンパウンド。
- (a)請求項1〜7のいずれか1項に記載の圧縮成型用コンパウンドを金型に充填する工程、
(b)この金型に充填した圧縮成型用コンパウンドを前記第2の熱可塑性樹脂微粒子の軟化点以上前記第1の熱可塑性樹脂微粒子の軟化点以下の温度に加熱して、該第2の熱可塑性樹脂微粒子を溶融状態にする工程、
(c)この溶融状態にした圧縮成型用コンパウンドを配行磁場中において圧縮成形して成形体とする工程、及び、
(d)この圧縮成形した成形体を脱磁、脱型した後、前記第1の熱可塑性樹脂微粒子の軟化点以上の温度で焼成を行って磁石成形体とする工程
を順次有することを特徴とする長尺磁石成形体の製造方法。 - 請求項7に記載された磁石成形体の製造方法によって得られた長尺磁石成形体。
- 磁性紛を含有するプラスチック磁石で構成される円筒形状の磁石成形体の極に相当する部分に、他の部材が埋設できるような、溝形状の収納部分が1極以上配設されたマグネットローラにおいて、該収納部分に、該円筒状の磁石成形体のプラスチック磁石よりも高磁力の磁石成形体として請求項8に記載の長尺磁石成形体を埋設したことを特徴とするマグネットローラ。
- 請求項9に記載のマグネットローラの外周に回転可能な非磁性円筒体を配置して現像ローラとしたことを特徴とする現像ローラ。
- 現像ローラ、現像剤供給部材、現像剤層規制部材、及び、現像剤を少なくとも有する現像装置において、該現像ローラとして、請求項10に記載の現像ローラを有することを特徴とする現像装置。
- 現像装置、感光体及び帯電ローラを少なくとも有するプロセスカートリッジにおいて、該現像装置として、請求項11に記載の現像装置を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
- プロセスカートリッジ、光書き込み手段、転写部材、及び、定着装置を少なくとも有する画像形成装置において、請求項12に記載のプロセスカートリッジを有することを特徴とする画像形成装置。
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JP2004251984A JP2006073595A (ja) | 2004-08-31 | 2004-08-31 | 圧縮成形用コンパウンド、及び、その製造方法、並びに、長尺磁石成形体、及び、その製造方法、並びに、マグネットローラ、現像ローラ、現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置 |
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Cited By (1)
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JP2010267886A (ja) * | 2009-05-15 | 2010-11-25 | Yoshizumi Fukui | モールドコイルの製造方法 |
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- 2004-08-31 JP JP2004251984A patent/JP2006073595A/ja not_active Withdrawn
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