JP2006073596A - 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、現像剤担持体、現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エッジ部が崩れれたり脱落したりすることのない長尺磁石成形体を低コストで提供する。
【解決手段】磁性粉と熱可塑性樹脂微粒子とからなる磁石コンパウンドを磁場中で圧縮成形してなる長尺磁石成形体１０において、該長尺磁石成形体１０の幅方向の両端部分（第１層１及び第３層３）における磁石粉の平均粒径が、該長尺磁石成形体１０の幅方向の中央部分（第２層２）における磁石粉の平均粒径よりも小さいものとする。前記長尺磁石成形体１０の幅方向の両端部分における磁石粉の平均粒径は、好ましくは、３０〜１００未満μｍであり、そして、前記長尺磁石成形体１０の幅方向の中央部分における磁石粉の平均粒径は、好ましくは、１００〜２００μｍである。
【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長尺磁石成形体、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。

従来、磁性材料とプラスチック樹脂材料とを混練した混合材料を成形して任意の形状のプラスチックマグネットを得ている。かかるプラスチックマグネットの製造方法としては、（イ）射出成形法（特許文献１を参照。）、（ロ）押出し成形法（特許文献２を参照。）、及び、（ハ）圧縮成形法（特許文献３を参照。）の３つの成形方法があった。

前記（イ）の射出成型法は、混合材料に十分な流動性を持たせるために加熱溶融し、その加熱溶融した材料を金型内に射出させ所定の形状を得る方法である。前記（ロ）の押出し成型法は、混合材料を加熱溶融し、その加熱溶融した材料を金型から押出ながら冷却固化させて所定の形状を得る方法である。そして、前記（ハ）の圧縮成形法は、混合材料を金型内に充填し圧縮成型を行う方法である。
特開２００２−１９０４２１号公報 特開２００１−９３７２４号公報 特開２００１−１１８７１８号公報

前記（イ）の射出成型法では、金型寸法により得られる成型品の寸法が決定されるので、異形状の磁石であっても寸法精度の高い成形が可能となるが、金型内へ流動させるためには、バインダー樹脂の配合比率を高める必要があので、磁石材料の配合比率を低くしなければならなず、そのために、高磁力なマグネットを得ることが難しくなるという問題があった。

前記（ロ）の押出し成型法では、連続して成形されるので、生産性に優れる反面、射出成型法と比較し寸法精度は出にくいという問題があり、また、射出成型法と同様に磁石材料の配合比率を上げることが難しく、そのために、高磁力なマグネットを得ることが難しくなるという問題があった。

そして、前記（ハ）の圧縮成形法では、成形品の密度を高めるためにプレス圧力を大きくする必要があるが、現在、圧縮成形用コンパウンドとして一般的なエポキシコンパウンドを使用する場合には、１００ｋＮ／ｃｍ² 以上のプレス圧が必要になるので、マグネットローラの特定極のマグネットを製造する場合には、１０００ｋＮ／ｃｍ² クラスのプレス機が必要になる。したがって、圧縮成形装置の構造が大がかりなものとなり、また、金型の機械的強度を高くする必要があるので、圧縮成形法による長尺磁石の製造を実用化することは難しいという問題があった。

そこで、本発明者らは、１００ｋＮ／ｃｍ² 以下の低プレス圧でも高密度であって、しかも、高磁力なマグネットが得られる磁石コンパウンドを提案した（特願２００３−２８６４８６号）。この磁石コンパウンドによれば、そのバインダー材料として熱可塑性微粉末を用いるものであるので、例えば、５５ｋＮ／ｃｍ² のプレス圧で密度：５．４ｇ／ｃｍ² 及び磁力：１３．５ＭＧＯｅのマグネットが得られる。

図１１は、本発明者らが提案した圧縮成形機の概略側面説明図であり、そして、図１２は、圧縮成形されたマグネットの平面図である。図１１に示すように、熱可塑性微粉末をバインダー材料として含有する磁石コンパウンドを下金型２０３におけるキャビティ２０２に充填し、かかる磁石コンパウンドを矢印に示す磁場方向の磁場中において上金型２０５で矢印方向に圧縮成形して、マグネット２０１を得ることができる。しかしながら、このような圧縮成形機を用いて熱可塑性微粉末をバインダー材料として含有する磁石コンパウンドを低プレス圧で圧縮成形すると、図１２に示されているように、上型２０５のプレス面対向面部のエッジ部の強度が低下してエッジ部が崩れたり脱落したりするといった問題があった。

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、エッジ部が崩れれたり脱落したりすることのない長尺磁石成形体を低コストで提供することを第１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、現像剤担持体、現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置を低コストで提供することを第２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、磁性粉と熱可塑性樹脂微粒子とからなる磁石コンパウンドを磁場中で圧縮成形してなる長尺磁石成形体において、該長尺磁石成形体の幅方向の両端部分における磁石粉の平均粒径が、該長尺磁石成形体の幅方向の中央部分における磁石粉の平均粒径よりも小さいことを特徴とする長尺磁石成形体である。

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、前記長尺磁石成形体の幅方向の両端部分における磁石粉の平均粒径が３０〜１００未満であり、そして、前記長尺磁石成形体の幅方向の中央部分における磁石粉の平均粒径が１００〜２００μｍ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、磁性粉と熱可塑性樹脂微粒子とからなる磁石コンパウンドを磁場中で圧縮成形してなる長尺磁石成形体において、該長尺磁石成形体の幅方向の両端部分における磁石粉の混合率が、該長尺磁石成形体の幅方向の中央部分における磁石粉の混合率よりも少ないことを特徴とする長尺磁石成形体である。

請求項４に記載された発明は、請求項３に記載された発明において、前記長尺磁石成形体の幅方向の両端部分における磁石粉の混合率が７０〜９０未満重量％であり、そして、前記長尺磁石成形体の幅方向の中央部分における磁石粉の混合率が９０〜９９重量％である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、磁性粉と熱可塑性樹脂微粒子とからなる磁石コンパウンドを磁場中で圧縮成形してなる長尺磁石成形体において、該長尺磁石成形体の幅方向の両端部分における熱可塑性樹脂微粒子を構成する熱可塑性樹脂の軟化点が、該長尺磁石成形体の幅方向の中央部分における熱可塑性樹脂微粒子を構成する熱可塑性樹脂の軟化点よりも低いことを特徴とする長尺磁石成形体。

請求項６に記載された発明は、請求項５に記載された発明において、前記長尺磁石成形体の幅方向の両端部分における熱可塑性樹脂微粒子を構成する熱可塑性樹脂の軟化点が６０〜７０未満℃であり、そして、前記長尺磁石成形体の幅方向の中央部分における熱可塑性樹脂微粒子を構成する熱可塑性樹脂の軟化点が７０〜９０℃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、キャビテイの幅方向の両端部に第１層及び第３層としてそれぞれ充填された、磁性粉と熱可塑性樹脂微粒子とからなる第２の磁石コンパウンド、並びに、キャビテイの幅方向の中央部に第２層として充填された、磁性粉と熱可塑性樹脂微粒子とからなる第１の磁石コンパウンド、を磁場中で圧縮成形する長尺磁石成形体の製造方法において、該第２の磁石コンパウンドにおける磁石粉の平均粒径を、該第１の磁石コンパウンドにおける磁石粉の平均粒径よりも小さくしたことを特徴とする長尺磁石成形体の製造方法である。

請求項８に記載された発明は、キャビテイの幅方向の両端部に第１層及び第３層としてそれぞれ充填された、磁性粉と熱可塑性樹脂微粒子とからなる第２の磁石コンパウンド、並びに、キャビテイの幅方向の中央部に第２層として充填された、磁性粉と熱可塑性樹脂微粒子とからなる第１の磁石コンパウンド、を磁場中で圧縮成形する長尺磁石成形体の製造方法において、該第２の磁石コンパウンドにおける磁石粉の混合率を、該第１の磁石コンパウンドにおける磁石粉の混合率よりも少なくしたことを特徴とする長尺磁石成形体の製造方法である。

請求項９に記載された発明は、キャビテイの幅方向の両端部に第１層及び第３層としてそれぞれ充填された、磁性粉と熱可塑性樹脂微粒子とからなる第２の磁石コンパウンド、並びに、キャビテイの幅方向の中央部に第２層として充填された、磁性粉と熱可塑性樹脂微粒子とからなる第１の磁石コンパウンド、を磁場中で圧縮成形する長尺磁石成形体の製造方法において、該第２の磁石コンパウンドにおける熱可塑性樹脂微粒子を構成する熱可塑性樹脂の軟化点を、該第１の磁石コンパウンドにおける熱可塑性樹脂微粒子を構成する熱可塑性樹脂の軟化点よりも低くしたことを特徴とする長尺磁石成形体の製造方法。

請求項１０に記載された発明は、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マグネットローラ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極以上配設したマグネットローラにおいて、該溝状の収納部分に、該円筒状のマグネットローラ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１〜６のいずれか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１１に記載された発明は、請求項１０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が配置されていることを特徴とする現像剤担持体である。

請求項１２に記載された発明は、現像剤層担持体、現像剤供給部材、及び、現像剤層規制部材を少なくとも有する現像装置において、該現像剤担持体として、請求項１１に記載の現像剤担持体を有することを特徴とする現像装置である。

請求項１３に記載された発明は、現像剤担持体、現像剤供給部材、及び、現像剤層規制部材を少なくとも有する現像装置、並びに、帯電ローラ及び像担持体を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１２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１４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、プロセスカートリッジとして、請求項１３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１〜２、７に記載された発明によれば、長尺磁石成形体の幅方向の両端部分における磁石粉の平均粒径が、長尺磁石成形体の幅方向の中央部分における磁石粉の平均粒径よりも小さいので、長尺磁石成形体の幅方向の両端部分における磁石粉間の間隙が小さくなり、そのために、長尺磁石成形体のエッジ部の強度が大きくなり、よって、エッジ部が崩れたり脱落したりすることのない長尺磁石成形体を低コストで提供することができる。また、請求項１〜２、７に記載された発明によれば、長尺磁石成形体の要求仕様に合致する磁気特性カーブを得ることが可能になる。

請求項３〜４、８に記載された発明によれば、長尺磁石成形体の幅方向の両端部分における磁石粉の混合率が、長尺磁石成形体の幅方向の中央部分における磁石粉の混合率よりも少ないので、長尺磁石成形体の幅方向の両端部分における磁石粉間の熱可塑性樹脂微粒子によるバインダー能力を大きくすることができ、そのために、長尺磁石成形体のエッジ部の強度を大きくすることができ、よって、エッジ部が崩れたり脱落したりすることのない長尺磁石成形体を低コストで提供することができる。また、請求項３〜４、８に記載された発明によれば、長尺磁石成形体の要求仕様に合致する磁気特性カーブを得ることが可能になる。

請求項５〜６、９に記載された発明によれば、長尺磁石成形体の幅方向の両端部分における熱可塑性樹脂微粒子を構成する熱可塑性樹脂の軟化点が、長尺磁石成形体の幅方向の中央部分における熱可塑性樹脂微粒子を構成する熱可塑性樹脂の軟化点よりも低いので、長尺磁石成形体の幅方向の両端部分における熱可塑性樹脂微粒子を構成する熱可塑性樹脂の流動性をよくしてそこに存在する磁石粉間の熱可塑性樹脂微粒子によるバインダー能力を大きくすることができ、そのために、長尺磁石成形体のエッジ部の強度を大きくすることができ、よって、エッジ部が崩れたり脱落したりすることのない長尺磁石成形体を低コストで提供することができる。また、請求項５〜６、９に記載された発明によれば、長尺磁石成形体の要求仕様に合致する磁気特性カーブを得ることが可能になる。

請求項１０に記載された発明によれば、溝状の収納部分に、マグネットローラ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１〜６のいずれかに記載の長尺磁石成形体を埋設したので、現像極に相当する部分の磁力及び磁力波形の傾きが調整可能となり、設計余裕度の高いマグネットローラを提供することができる。

請求項１１に記載された発明によれば、請求項１０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が配置されているので、現像極部分の狭半値幅で高磁力の磁力波形が達成でき、そのために、キャリアの付着を防止しすることができ、よって、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１３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１２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１４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１３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、本発明の一実施の形態を示す長尺磁石成形体の側面図である。図２は、本発明の他の一実施の形態を示す長尺磁石成形体の側面図である。図３は、本発明の他の一実施の形態を示す長尺磁石成形体の側面図である。図４は、キャビティに磁石コンパウンドを充填した状態を示す説明図である。図５は、本発明の一実施形態を示すマグネットローラの断面図である。図６は、本発明の一実施形態を示す現像剤担持体の平面図である。図７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８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９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１０は、実施例及び比較例で得られた磁石成形体の角部ａ，ｂ，ｃ，ｄでのｘ，ｙ方向の崩れ寸法を説明する説明図である。

図１に示されているように、本発明の長尺磁石成形体１０は、磁性粉と熱可塑性樹脂微粒子とからなる磁石コンパウンドを磁場中で圧縮成形されたものである。そして、この長尺磁石成形体１０の幅方向の両端部分、即ち、第１層１及び第３層３における磁石粉の平均粒径は、該長尺磁石成形体１０の幅方向の中央部分、即ち、第２層２における磁石粉の平均粒径よりも小さいものとなっている。前記長尺磁石成形体１０の幅方向の両端部分（第１層１及び第３層３）における磁石粉の平均粒径は、好ましくは、３０〜１００未満μｍであり、そして、前記長尺磁石成形体１０の幅方向の中央部分（第２層２）における磁石粉の平均粒径は、好ましくは、１００〜２００μｍである。

図４に示されているように、長尺磁石成形体１０は、金型５におけるキャビテイ４の幅方向の両端部に第１層１及び第３層３としてそれぞれ充填された、磁性粉と熱可塑性樹脂微粒子とからなる第２の磁石コンパウンド、並びに、キャビテイの幅方向の中央部に第２層２として充填された、磁性粉と熱可塑性樹脂微粒子とからなる第１の磁石コンパウンド、を磁場中で圧縮成形することにより製造される。そして、その際、該第２の磁石コンパウンドにおける磁石粉の平均粒径を、該第１の磁石コンパウンドにおける磁石粉の平均粒径よりも小さくする。

このように、長尺磁石成形体１０の幅方向の両端部分（第１層１及び第３層３）における磁石粉の平均粒径が、長尺磁石成形体１０の幅方向の中央部分（第２層２）における磁石粉の平均粒径よりも小さいと、長尺磁石成形体１０の幅方向の両端部分における磁石粉間の間隙が小さくなり、そのために、長尺磁石成形体１０のエッジ部の強度が大きくなり、よって、エッジ部が崩れたり脱落したりすることのない長尺磁石成形体１０を低コストで提供することができる。また、長尺磁石成形体１０の要求仕様に合致する磁気特性カーブを得ることが可能になる。

図２に示されているように、本発明の長尺磁石成形体２０は、磁性粉と熱可塑性樹脂微粒子とからなる磁石コンパウンドを磁場中で圧縮成形されたものである。そして、この長尺磁石成形体２０の幅方向の両端部分、即ち、第１層１１及び第３層１３における磁石粉の混合率は、該長尺磁石成形体２０の幅方向の中央部分、即ち、第２層１２における磁石粉の混合率よりも少ないものとなっている。前記長尺磁石成形体２０の幅方向の両端部分（第１層１１及び第３層１３）における磁石粉の混合率は、好ましくは、７０〜９０未満重量％であり、そして、前記長尺磁石成形体２０の幅方向の中央部分における磁石粉の混合率は、好ましくは、９０〜９９重量％である。

図４に示されているように、長尺磁石成形体２０は、金型１５におけるキャビテイ１４の幅方向の両端部に第１層１１及び第３層１３としてそれぞれ充填された、磁性粉と熱可塑性樹脂微粒子とからなる第２の磁石コンパウンド、並びに、キャビテイの幅方向の中央部に第２層１２として充填された、磁性粉と熱可塑性樹脂微粒子とからなる第１の磁石コンパウンド、を磁場中で圧縮成形することにより製造される。そして、その際、該第２の磁石コンパウンドにおける磁石粉の混合率を、該第１の磁石コンパウンドにおける磁石粉の混合率よりも少なくする。

このように、長尺磁石成形体２０の幅方向の両端部分（第１層１１及び第３層１３）における磁石粉の混合率が、長尺磁石成形体２０の幅方向の中央部分（第２層１２）における磁石粉の混合率よりも少ないと、長尺磁石成形体の幅方向の両端部分における磁石粉間の熱可塑性樹脂微粒子によるバインダー能力を大きくすることができ、そのために、長尺磁石成形体２０のエッジ部の強度を大きくすることができ、よって、エッジ部が崩れたり脱落したりすることのない長尺磁石成形体２０を低コストで提供することができる。また、長尺磁石成形体２０の要求仕様に合致する磁気特性カーブを得ることが可能になる。

図３に示されているように、本発明の長尺磁石成形体３０は、磁性粉と熱可塑性樹脂微粒子とからなる磁石コンパウンドを磁場中で圧縮成形されたものである。そして、この長尺磁石成形体３０の幅方向の両端部分、即ち、第１層２１及び第３層２３における磁石粉の混合率は、該長尺磁石成形体３０の幅方向の中央部分、即ち、第２層２２における磁石粉の混合率よりも少ないものとなっている。前記長尺磁石成形体３０の幅方向の両端部分（第１層１１及び第３層１３）における熱可塑性樹脂微粒子を構成する熱可塑性樹脂の軟化点は、好ましくは、６０〜７０未満℃であり、そして、前記長尺磁石成形体３０の幅方向の中央部分における熱可塑性樹脂微粒子を構成する熱可塑性樹脂の軟化点は、好ましくは、７０〜９０℃である。

図４に示されているように、長尺磁石成形体３０は、キャビテイ２４の幅方向の両端部に第１層２１及び第３層２３としてそれぞれ充填された、磁性粉と熱可塑性樹脂微粒子とからなる第２の磁石コンパウンド、並びに、金型２５におけるキャビテイ２４の幅方向の中央部に第２層２２として充填された、磁性粉と熱可塑性樹脂微粒子とからなる第１の磁石コンパウンド、を磁場中で圧縮成形することにより製造される。そして、その際、該第２の磁石コンパウンドにおける熱可塑性樹脂微粒子を構成する熱可塑性樹脂の軟化点を、該第１の磁石コンパウンドにおける熱可塑性樹脂微粒子を構成する熱可塑性樹脂の軟化点よりも低くする。

このように、長尺磁石成形体３０の幅方向の両端部分（第１層２１及び第３層２３）における磁石粉の混合率が、長尺磁石成形体３０の幅方向の中央部分（第２層２２）における磁石粉の混合率よりも少ないと、長尺磁石成形体の幅方向の両端部分における磁石粉間の熱可塑性樹脂微粒子によるバインダー能力を大きくすることができ、そのために、長尺磁石成形体３０のエッジ部の強度を大きくすることができ、よって、エッジ部が崩れたり脱落したりすることのない長尺磁石成形体３０を低コストで提供することができる。また、長尺磁石成形体３０の要求仕様に合致する磁気特性カーブを得ることが可能になる。

本発明における磁性粉は、好ましくは、１３ＭＧＯｅ以上もの高磁力化が可能な希土類元素を含有している。このような希土類元素を含有する磁性粉は、希土類元素と遷移金属とを含む合金よりなり、それらの合金は、
（イ）Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系合金（式中、Ｒは、Ｙを含む希土類元素のうちの少なくとも１種である。）であって、その代表的なものとしては、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系合金、Ｐｒ−Ｆｅ−Ｂ系合金、Ｎｄ−Ｐｒ−Ｆｅ−Ｂ系合金、Ｃｅ−Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系合金、Ｃｅ−Ｐｒ−Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系合金、又は、これらにおけるＦｅの一部をＣｏ、Ｎｉなどのほかの遷移金属で置換したものであるか、
（ロ）Ｓｍ−Ｃｏ系合金であって、Ｓｍを主とする希土類元素と、Ｃｏを主とする遷移金属とを基本成分とするものであり、その代表的なものとしては、ＳｍＣｏ５、又は、Ｓｍ２ＴＭ１７（式中、ＴＭは、遷移金属である。）であるか、或いは、
（ハ）Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系合金であって、Ｓｍを主とする希土類元素と、Ｆｅを主とする遷移金属と、Ｎを主とする格子間元素とを基本成分とするものであり、その代表的なものとしては、Ｓｍ２Ｆｅ１７合金を窒化して作製したＳｍ２Ｆｅ１７Ｎ３である
が、本発明では、特に、（イ）が好ましい。

前記希土類元素としては、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、ミッシュメタル等が挙げられ、これらを１種又は２種以上含むことができる。また、遷移金属としては、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ等が挙げられ、これらを１種又は２種以上含むことができる。また、磁性粉１には、磁気特性を向上させるために、必要に応じ、Ｂ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｇａ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ａｇ、Ｚｎ等を含有することもできる。

前記「熱可塑性樹脂微粒子」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れる。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。

前記「熱可塑性樹脂微粒子」は、好ましくは、熱可塑性樹脂、顔料、帯電性制御剤、及び、離型剤の混合物を加熱ニーダー、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、混練後、冷却固化したものをジェットミル、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。希土類磁性粉のバインダーとして作用する樹脂は、熱可塑性樹脂であるが、低軟化点の熱可塑性樹脂は粉砕しても再凝集してしまい、微粒子(１０μｍ以下)がえられ難い。そこで、顔料（例えば、カーボンブラック）を混練することにより、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、１〜２０ｗｔ％、好ましくは、５〜１０ｗｔ％である。帯電制御剤は、磁石粒子と熱可塑性樹脂微粒子の分散性を向上するために添加される。帯電制御剤の添加量は、１〜２０ｗｔ％、好ましくは、０．５〜１０ｗｔ％である。離型剤は、成形後の型離れ性を良くするために添加される。離型剤の添加量は、１〜２０ｗｔ％、好ましくは、２〜１０ｗｔ％である。流動性付与剤は、粉砕後の（熱可塑性樹脂＋顔料＋帯電制御剤＋離型剤)に添加することにより、流動性を改善することができる。

本発明においては、前記熱可塑性樹脂微粒子は、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。このように、前記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と、圧縮成形物の高密度化が可能になるので、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、磁石成形体の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。

本発明においては、前記熱可塑性樹脂微粒子の平均粒径は、好ましくは、前記磁石粉１の１／１０以下である。このように、前記熱可塑性樹脂微粒子の平均粒径が前記磁石粉１の１／１０以下であると、磁石コンパウンド１０の圧縮成形物である磁石成形体（図６における３３を参照。）の高密度化が可能になるので、磁気特性をさらに向上させることができる。

本発明の長尺磁石成形体は、磁石コンパウンドを磁場中で圧縮成形して製造するので、結合樹脂の濃度を小さくして磁気特性の大きな磁石成形体とすることができ、そのために、１３ＭＧＯｅ以上（１００ｍＴ以上）の高磁力の磁石成形体を得ることができる。したがって、本発明の長尺磁石成形体は、「トナー及び磁性粒子より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）において用いられるマグネットローラ（現像ローラ）に埋め込まれると、高磁力を維持すると共に、長軸方向の磁束密度分布をいっそう均一にしたマグネットローラ（現像ローラ）となる。

図５に示すように、本発明のマグネットローラ４０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マグネットローラ３２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、該円筒状のマグネットローラ３２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１〜６のいずれかに記載の磁石成形体３３を埋設する。このように、該収納部分に、該円筒状のマグネットローラ３２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１〜６のいずれかに記載の磁石成形体３３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４０とすることができる。図５において、３１は、芯軸である。

図６に示すように、本発明の現像剤担持体５０には、請求項１０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３４が配置されてる。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１０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３４が配置されてると、キャリアの付着を防止しすることができ、そのために、高画質化を可能とした現像剤担持体を提供することができる。図６において、３１は、芯軸である。

図７に示すように、本発明の現像装置６０は、現像剤担持体５０、現像剤供給部材４１、及び、現像剤層規制部材４２を少なくとも有している。そして、この現像装置６０は、該現像剤担持体５０として、請求項１１に記載の現像剤担持体５０を有している。このように、該現像剤担持体５０として、請求項１１に記載の現像剤担持体を有していると、高画質化を可能とした現像装置６０を提供することができる。

図８に示すように、本発明のプロセスカートリッジ７０は、現像剤担持体５０、現像剤供給部材４１、現像剤層規制部材４２、を少なくとも有する現像装置６０、並びに、帯電ローラ４４及び像担持体４５を有している。そして、このプロセスカートリッジ７０は、該現像装置６０として、請求項１２に記載の現像装置を有している。このように、該現像装置６０として、請求項１２に記載の現像装置を有していると、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９に示すように、本発明の画像形成装置８０は、プロセスカートリッジ７０、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８０は、プロセスカートリッジ７０として、請求項１３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７０として、請求項１３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８０を提供することができる。

図９においては、画像形成装置８０は、現像剤担持体５０、現像剤供給部材４１、現像剤層規制部材４２、及び、像担持体４５を有する現像装置３０、並びに、帯電ローラ４４を有したものとなっている。また、図９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）平均粒径１０２μｍの異方性Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石粉（愛知製鋼社製、ＭＦＰ−１２）９４．５重量％に、「ポリエステル樹脂７９重量部及びスチレンアクリル樹脂７重量部で構成される軟化点８７℃の熱可塑性樹脂、並びに、カーボンブラック（顔料）７．６重量部、サルチル酸ジルコニウム（帯電制御剤）０．９重量部、カルナバワックスとライスワックスの混合物（離型剤）４．３重量部、及び、疎水性シリカ（流動性付与剤）１．２重量部」からなる平均粒径５．２μｍの微粒子５．５重量％を配合し、これらを攪拌分散して、第１の磁石コンパウンドとした。（２）平均粒径８８μｍの異方性Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石粉（愛知製鋼社製、ＭＦＰ−１２）９４．５重量％に、「ポリエステル樹脂７９重量部及びスチレンアクリル樹脂７重量部で構成される軟化点８７℃の熱可塑性樹脂、並びに、カーボンブラック（顔料）７．６重量部、サルチル酸ジルコニウム（帯電制御剤）０．９重量部、カルナバワックスとライスワックスの混合物（離型剤）４．３重量部、及び、疎水性シリカ（流動性付与剤）１．２重量部」からなる平均粒径５．２μｍの微粒子５．５重量％を配合し、これらを攪拌分散して、第２の磁石コンパウンドとした。（３）前記（１）の第２の磁石コンパウンドを第１層として幅２．５ｍｍ、高さ１２．０ｍｍ、長さ３１３ｍｍのキャビティの中に２．４ｍｍの高さにまで充填し、次に、前記（２）の第１の磁石コンパウンドを第２層としてを積算で９．６ｍｍの高さまで充填し、最後に、前記（１）の第２の磁石コンパウンドを第３層として積算で高さ１２．０ｍｍとなるよう充填した（図４を参照。）。そして、（４）このように充填された積層磁石コンパウンドに、プレス方向と直交する方向に配向電流１００Ａの直流電界を加えながら、磁場印加状態で５５ｋＮ／ｃｍ² のプレス圧を加えて、磁場中で圧縮成形を行なって長尺成形体とした後、パルス電圧２５００Ｖ下で該キャビティを有する金型及び長尺成型体の脱磁を行なから金型から長尺成型体を脱型し、続いて、この長尺成型体を１００℃の焼成炉で６０分間焼成して長尺磁石成形体とした。

このようにして得られた長尺磁石成形体の寸法は、幅５．９８ｍｍ、高さ２．５２ｍｍ、長さ３１３．１ｍｍであり、その密度は５．５２ｇ／ｃｍ³ であった。また、この長尺磁石成形体をパルス電圧２３００Ｖで着磁を行なって、その軸方向の磁束密度分布を測定したところ、１０５ｍＴの磁束密度が得られた。また、長尺磁石成形体の曲げ強度を測定したところ、その曲げ強度は、９．７ｋｇ／ｃｍ² であり、そして、図１０に示す長尺磁石成形体の角部ａ，ｂ，ｃ，ｄでのｘ，ｙ方向の崩れ寸法は、それぞれ、０．０２〜０．０４ｍｍ、０．０２〜０．０５ｍｍであった。

（実施例２）
前記（２）において、平均粒径１０２μｍの異方性Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石粉（愛知製鋼社製、ＭＦＰ−１２）９２重量％に、「ポリエステル樹脂７９重量部及びスチレンアクリル樹脂７重量部で構成される軟化点８７℃の熱可塑性樹脂、並びに、カーボンブラック（顔料）７．６重量部、サルチル酸ジルコニウム（帯電制御剤）０．９重量部、カルナバワックスとライスワックスの混合物（離型剤）４．３重量部、及び、疎水性シリカ（流動性付与剤）１．２重量部」からなる平均粒径５．５μｍの微粒子８重量％を配合し、これらを攪拌分散して、第２の磁石コンパウンドとした以外は、実施例１と同様にして長尺磁石成形体とした。
。

このようにして得られた長尺磁石成形体の寸法は、幅５．９６ｍｍ、高さ２．５１ｍｍ、長さ３１３．２ｍｍであり、その密度は５．４４ｇ／ｃｍ³ であった。また、この長尺磁石成形体をパルス電圧２３００Ｖで着磁を行なって、その軸方向の磁束密度分布を測定したところ、１０２ｍＴの磁束密度が得られた。また、長尺磁石成形体の曲げ強度を測定したところ、その曲げ強度は、１０．９ｋｇ／ｃｍ² であり、そして、図１０に示す長尺磁石成形体の角部ａ，ｂ，ｃ，ｄでのｘ，ｙ方向の崩れ寸法は、それぞれ、０〜０．０３ｍｍ、０〜０．０２ｍｍであった。

（実施例３）
前記（２）において、平均粒径１０２μｍの異方性Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石粉（愛知製鋼社製、ＭＦＰ−１２）９４．５重量％に、スチレンアクリル樹脂で構成される軟化点７３℃の熱可塑性樹脂からなる平均粒径３．３μｍの微粒子５．５重量％を配合し、これらを攪拌分散して、第２の磁石コンパウンドとした以外は、実施例１と同様にして長尺磁石成形体とした。
。

このようにして得られた長尺磁石成形体の寸法は、幅６．０１ｍｍ、高さ２．５１ｍｍ、長さ３１３．０ｍｍであり、その密度は５．４７ｇ／ｃｍ³ であった。また、この長尺磁石成形体をパルス電圧２３００Ｖで着磁を行なって、その軸方向の磁束密度分布を測定したところ、１０４ｍＴの磁束密度が得られた。また、長尺磁石成形体の曲げ強度を測定したところ、その曲げ強度は、１０．２ｋｇ／ｃｍ² であり、そして、図１０に示す長尺磁石成形体の角部ａ，ｂ，ｃ，ｄでのｘ，ｙ方向の崩れ寸法は、それぞれ、０〜０．０２ｍｍ、０〜０．０３ｍｍであった。

（比較例１）
前記（２）において、前記（１）における第１の磁石コンパウンドと同一の成分の磁石コンパウンドを第２の磁石コンパウンドとした以外は、実施例１と同様にして長尺磁石成形体とした。

このようにして得られた長尺磁石成形体の寸法は、幅６．０２ｍｍ、高さ２．５３ｍｍ、長さ３１３．３ｍｍであり、その密度は５．３７ｇ／ｃｍ³ であった。また、この長尺磁石成形体をパルス電圧２３００Ｖで着磁を行なって、その軸方向の磁束密度分布を測定したところ、１００ｍＴの磁束密度が得られた。また、長尺磁石成形体の曲げ強度を測定したところ、その曲げ強度は、５．２ｋｇ／ｃｍ² であり、そして、図１０に示す長尺磁石成形体の角部ａ，ｂ，ｃ，ｄでのｘ，ｙ方向の崩れ寸法は、それぞれ、０．１〜０．１５ｍｍ、０．０９〜０．１５ｍｍであった。

本発明の一実施の形態を示す長尺磁石成形体の側面図である。 本発明の他の一実施の形態を示す長尺磁石成形体の側面図である。 本発明の他の一実施の形態を示す長尺磁石成形体の側面図である。 キャビティに磁石コンパウンドを充填した状態を示す説明図である。 本発明の一実施形態を示すマグネットローラの断面図である。 本発明の一実施形態を示す現像剤担持体の平面図である。 本発明の一実施形態を示す現像装置の説明図である。 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。 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。 実施例及び比較例で得られた長尺磁石成形体の角部ａ，ｂ，ｃ，ｄでのｘ，ｙ方向の崩れ寸法を説明する説明図である。 本発明者らが提案した圧縮成形機の概略側面説明図である。 圧縮成形されたマグネットの平面図である。

符号の説明

１，１１，２１ 第１層
２，１２，２２ 第２層
３，１３，２３ 第３層
４，１４，２４ キャビティ
５，１５，２５ 金型
１０，２０，３０，３３ 長尺磁石成形体
３１ 芯軸
３２ 円筒形状のマグネットローラ
３４ 非磁性円筒体
４０ マグネットローラ
５０ 現像剤担持体
４１ 現像剤供給部材
４２ 現像剤層規制部材
４４ 帯電ローラ
４５ 像担持体
６０ 現像装置
７０ プロセスカートリッジ
８０ 画像形成装置

Claims (14)

1. 磁性粉と熱可塑性樹脂微粒子とからなる磁石コンパウンドを磁場中で圧縮成形してなる長尺磁石成形体において、該長尺磁石成形体の幅方向の両端部分における磁石粉の平均粒径が、該長尺磁石成形体の幅方向の中央部分における磁石粉の平均粒径よりも小さいことを特徴とする長尺磁石成形体。
2. 前記長尺磁石成形体の幅方向の両端部分における磁石粉の平均粒径が３０〜１００未満であり、そして、前記長尺磁石成形体の幅方向の中央部分における磁石粉の平均粒径が１００〜２００μｍであることを特徴とする請求項１に記載の長尺磁石成形体。
3. 磁性粉と熱可塑性樹脂微粒子とからなる磁石コンパウンドを磁場中で圧縮成形してなる長尺磁石成形体において、該長尺磁石成形体の幅方向の両端部分における磁石粉の混合率が、該長尺磁石成形体の幅方向の中央部分における磁石粉の混合率よりも少ないことを特徴とする長尺磁石成形体。
4. 前記長尺磁石成形体の幅方向の両端部分における磁石粉の混合率が７０〜９０未満重量％であり、そして、前記長尺磁石成形体の幅方向の中央部分における磁石粉の混合率が９０〜９９重量％であることを特徴とする請求項３に記載の長尺磁石成形体。
5. 磁性粉と熱可塑性樹脂微粒子とからなる磁石コンパウンドを磁場中で圧縮成形してなる長尺磁石成形体において、該長尺磁石成形体の幅方向の両端部分における熱可塑性樹脂微粒子を構成する熱可塑性樹脂の軟化点が、該長尺磁石成形体の幅方向の中央部分における熱可塑性樹脂微粒子を構成する熱可塑性樹脂の軟化点よりも低いことを特徴とする長尺磁石成形体。
6. 前記長尺磁石成形体の幅方向の両端部分における熱可塑性樹脂微粒子を構成する熱可塑性樹脂の軟化点が６０〜７０未満℃であり、そして、前記長尺磁石成形体の幅方向の中央部分における熱可塑性樹脂微粒子を構成する熱可塑性樹脂の軟化点が７０〜９０℃であることを特徴とする請求項５に記載の長尺磁石成形体。
7. キャビテイの幅方向の両端部に第１層及び第３層としてそれぞれ充填された、磁性粉と熱可塑性樹脂微粒子とからなる第２の磁石コンパウンド、並びに、キャビテイの幅方向の中央部に第２層として充填された、磁性粉と熱可塑性樹脂微粒子とからなる第１の磁石コンパウンド、を磁場中で圧縮成形する長尺磁石成形体の製造方法において、該第２の磁石コンパウンドにおける磁石粉の平均粒径を、該第１の磁石コンパウンドにおける磁石粉の平均粒径よりも小さくしたことを特徴とする長尺磁石成形体の製造方法。
8. キャビテイの幅方向の両端部に第１層及び第３層としてそれぞれ充填された、磁性粉と熱可塑性樹脂微粒子とからなる第２の磁石コンパウンド、並びに、キャビテイの幅方向の中央部に第２層として充填された、磁性粉と熱可塑性樹脂微粒子とからなる第１の磁石コンパウンド、を磁場中で圧縮成形する長尺磁石成形体の製造方法において、該第２の磁石コンパウンドにおける磁石粉の混合率を、該第１の磁石コンパウンドにおける磁石粉の混合率よりも少なくしたことを特徴とする長尺磁石成形体の製造方法。
9. キャビテイの幅方向の両端部に第１層及び第３層としてそれぞれ充填された、磁性粉と熱可塑性樹脂微粒子とからなる第２の磁石コンパウンド、並びに、キャビテイの幅方向の中央部に第２層として充填された、磁性粉と熱可塑性樹脂微粒子とからなる第１の磁石コンパウンド、を磁場中で圧縮成形する長尺磁石成形体の製造方法において、該第２の磁石コンパウンドにおける熱可塑性樹脂微粒子を構成する熱可塑性樹脂の軟化点を、該第１の磁石コンパウンドにおける熱可塑性樹脂微粒子を構成する熱可塑性樹脂の軟化点よりも低くしたことを特徴とする長尺磁石成形体の製造方法。
10. 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マグネットローラ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極以上配設したマグネットローラにおいて、該溝状の収納部分に、該円筒状のマグネットローラ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１〜６のいずれか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。
11. 請求項１０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が配置されていることを特徴とする現像剤担持体。
12. 現像剤層担持体、現像剤供給部材、及び、現像剤層規制部材を少なくとも有する現像装置において、該現像剤担持体として、請求項１１に記載の現像剤担持体を有することを特徴とする現像装置。
13. 現像剤担持体、現像剤供給部材、及び、現像剤層規制部材を少なくとも有する現像装置、並びに、帯電ローラ及び像担持体を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１２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。
14. 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、プロセスカートリッジとして、請求項１３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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