JP2685136B2 - マグネットロール - Google Patents

マグネットロール

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JP2685136B2
JP2685136B2 JP1042070A JP4207089A JP2685136B2 JP 2685136 B2 JP2685136 B2 JP 2685136B2 JP 1042070 A JP1042070 A JP 1042070A JP 4207089 A JP4207089 A JP 4207089A JP 2685136 B2 JP2685136 B2 JP 2685136B2
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magnetic
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恵太郎 山下
幹夫 山本
信行 松倉
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電子写真や静電記録等において現像剤転写後
の感光体表面に残留した磁性現像剤を除去するクリーニ
ングロール用若しくは現像用として使用するマグネット
ロールに関するものである。
〔従来の技術〕
従来電子写真や静電記録等において,現像剤転写後の
感光体表面に残留した磁性現像剤を除去するクリーニン
グ装置としては,例えば第3図に示すような装置が使用
されている。第3図において,11は感光体ドラムであり
矢印方向に回転し,帯電,静電荷像形成,現像、転写の
夫々の過程を繰り返し遂行する。12はブレードであり,
ポリウレタン,ゴム等の材料によって形成し,感光体ド
ラム11の表面に接するように,転写工程後の位置に設け
る。13はマグネットロールであり,感光体ドラム11に接
し,かつブレード12の下方に回転自在に設ける。14はス
クレーパーであり,マグネットロール13に接するように
設ける。15は移送スクリューであり,回収樋16内に設け
る。
第2図は第3図におけるマグネットロール13を示す一
部省略要部正面図である。第2図において,1は永久磁石
部材であり,例えばハードフェライトのような焼結粉末
磁石材料により若しくは強磁性粉末材料と結合材料との
混合物からなる材料により円筒状に一体成形し,中心部
に軸2を例えば接着剤を介して同軸的に固着する。永久
磁石部材1の外周面には軸方向に延びる磁極3を複数個
設けると共に,円周方向にこれらを等間隔若しくは不等
間隔に配設する。なお軸2の両端部に支持部材を介して
回転自在に装着し,支持部材に中空円筒状に形成したス
リーブを嵌着した構成としてもよい。
上記の構成により,感光体ドラム11の表面から掻き落
とされた磁性現像剤17が,マグネットロール13に吸着さ
れ,更にスクレーパー14によって掻き落とされ,回収樋
16に至り,移送スクリュー15によってマグネットロール
13の軸方向に移送され,感光体ドラム11の側方において
回収されるのである。また上記マグネットロール13は,
外周にスリーブを装着して,感光体ドラム11上の静電潜
像を磁気ブラシ法等の手段により,現像するためにも使
用されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記従来のマグネットロールにおいて,永久磁石部材
1は焼結粉末磁石材料,例えばフェライト磁石材料によ
って形成されるため,磁力が比較的低い。従って近年に
おける高性能機種に要求される高い磁力を確保するため
には,肉厚を大にする必要があり,重量が必然的に増大
し,軽量化の要求に対応できないという問題点がある。
一方比較的重量が小であるプラスチック磁石,すなわち
フェライトのような磁性粉と樹脂等の結合材料との混合
材料からなる永久磁石部材1を形成すれば,小型軽量化
の要求は満足させ得る。しかしながら上記材料によるも
のは,異方性を付与しないと所定の磁気特性を確保でき
ないのみならず,このような異方性を付与させるために
は,配向磁界を内蔵する特殊な成形用金型を必要とし,
製作が煩雑であるという問題点がある。またスリーブ付
マグネットロール上に磁性現像剤を保持して現像を行う
場合,スリーブとマグネットロールとの相対回転によ
り,現像剤は現像領域に搬送される。この場合スリーブ
は現像剤との摩擦によって摩耗する。従ってこの摩耗を
少なくするために,ステンレス鋼によってスリーブを形
成することが多いが,特に表面をサンドブラスト等によ
って粗面化した場合には,耐摩耗性の点で充分とは認め
られなかった。
本発明は上記従来技術に存在する問題点を解決し,高
磁力を有すると共に,転写後の感光体のクリーニング若
しくは感光体上の静電潜像の現像に適したマグネットロ
ールを提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するために,本発明においては、円筒
状に形成しかつ外周面に複数個の磁極を設けてなる永久
磁石部材に軸を固着してなるマグネットロールにおい
て、 永久磁石部材を、等方性のR−Fe−B(RはNdまたは
NdとPrを中心とする希土類元素の1種若しくは2種以
上)系磁性粉60〜94重量%と残部が実質的に結合材料か
らなる材料により、軸線方向の長さLと外径Dとの比を
L/D≧5かつ内径dと外径Dとの比d/D≧0.5に形成する
と共に、永久磁石部材の外表面に5〜10%のPを含有す
るNi−P合金メッキを施して形成された厚さ1μm以上
の導電性被覆層を設ける,という技術的手段を採用し
た。
次に本発明において,永久磁石部材を形成するR−Fe
−B系磁性粉の組成は、RaFebBcMd(但し,RはNdまたはN
dとPrを中心とする希土類元素の1種若しくは2種以上,
MはAl,Si,Co,Nb,W,V,Mo,Taの1種若しくは2種以上,a=
10〜15原子%,b=100−(a+c+d)原子%,c=4〜
8原子%,d=10原子%以下)とするのが好ましい。この
場合aが10原子%未満,またはcが4原子%未満である
と不可逆減磁率が大となり,一方aが15原子%超,また
はcが8原子%超の組成では残留磁束密度が低下するた
め何れも不都合である。またMは永久磁石部材の耐熱性
および着磁性を向上させるために含有させるのである
が,多すぎると残留磁束密度を低下させると共に不可逆
減磁率を増大させるため不都合である。従ってd=10原
子%以下とするのが好ましく,より好ましくは原子%で
Al5%以下,Si5%以下,Co10%以下,他の元素は3%以下
とするのがよい。
次に上記R−Fe−B系磁性粉を製造するには,アトマ
イズ法による球状粉体とする方法と,予め薄帯を生成し
た後,この薄帯を粉砕して片状粉体とする方法とがあ
る。但し薄帯の場合には800℃以下,好ましくは550°〜
750℃において熱処理を施す必要がある。この熱処理温
度が高すぎると,微細結晶粒が増大して保磁力iHcを低
下させるため不都合である。一方熱処理温度が低すぎる
と,等方性の非晶質組織が多くなり,磁気特性を低下さ
せるため好ましくない。なお薄帯の生成には一般に下記
の手段を使用するのが好ましい。すなわち,高速回転す
る冷却用ドラムの内壁に溶融合金をノズルを介して噴射
することにより急冷凝固させるもの(遠心急冷法),回
転ドラムの外周面に溶融合金をノズルを介して噴射する
ことにより急冷凝固させるもの(片ロール法)および高
速回転する1対のドラムの接触面に溶融合金を噴射して
急冷凝固させるもの(双ロール法)がある。
また平均結晶粒径は0.01〜0.5μmとするのが好まし
い。すなわち0.01μmより小であると保磁力iHcが低下
し,一方0.5μmより大であると結晶粒の粗大化を招来
し,保磁力iHcを低下させるため不都合である。
次に磁性粉の平均粒径は1〜1000μmとするのが,磁
気特性,成形性,生産性の点で好ましい。なお結合材料
との濡れ性を改善するために,有機ケイ素化合物(シラ
ンカップリング剤),有機チタネート化合物(チタンカ
ップリング剤)等の有機化合物で被覆してもよい。
また永久磁石部材を形成するためには,上記磁性粉と
結合材料とを混合させる必要があり,この場合所定の磁
気特性を確保するために,磁性粉の含有量を60重量%以
上とするのが好ましい。しかし磁性粉の含有量が94重量
%を超えると,結合材料の量が不足すると共に,永久磁
石部材の成形が困難となるので好ましくない。
なお結合材料としては,ポリアミド樹脂(ナイロ
ン),ポリエチレン,エチレン−エチルアクリレート共
重合体,エチレン酢酸ビニル共重合体,ポリアセタール
(デルリン),ポリ塩化ビニール,ABS樹脂,ポリプロピ
レン等の熱可塑性樹脂を使用することができる。
次に永久磁石部材を成形するには,まず前記のR−Fe
−B系磁性粉と結合材料とを加熱混練(必要に応じて滑
剤,分散剤等の添加物を加えてもよい)した後,無磁場
中の押出成形若しくは射出成形あるいは圧縮成形等の手
段により,等方性のボンド磁石として成形することがで
きる。押出成形による場合には,原料を200°〜300℃で
混練した後,例えば2軸混練型押出成形機のホッパーに
投入し,混練スクリューにより混練圧縮し,シュレッダ
ーを経て切断した混合材料を真空室において脱気する。
そして200°〜300℃の温度で押出スクリューおよびテー
パーバレルを経由して,所定の形状に形成した金型から
押し出すのである。押出成形された成形体は,カッター
等によって所定の長さに切断される。次に射出成形の場
合において,結合材料としてエチレン−エチルアクリレ
ート共重合体を使用するときには,メルトインデックス
(以下MIと記す)が100〜2000g/10min,エチルアクリレ
ート含有量が15〜40重量%のものを使用するのがよい。
MIが小であると流動性が低く,磁気特性が低下し,一方
MIが大であると流動性が高すぎるため,せん断力が作用
しない結果,磁性粉の均一な分散が困難となるため好ま
しくない。射出成形条件としては,例えば原料をニーダ
により120℃で1時間加熱混練し,冷却固化後ペレタイ
ザーにより3〜5mm角のコンパウンドとし,射出温度200
°〜250℃,射出圧力800〜1500kg/cm2とするのがよい。
本発明における永久磁石部材は軸線方向の長さLと外
径Dとの比をL/D≧5に形成するのが好ましい。すなわ
ちL/Dが5未満のものでは軽量化および高性能化の要求
に応えられないため不都合である。
また永久磁石部材は内径dと外径Dとの比をd/D≧0.5
に形成するのが好ましい。すなわちd/Dが0.5未満のもの
では,肉厚が大になるため上記同様に軽量化および高性
能化の要求を満足できないため不都合である。
〔作用〕
上記の構成により,高磁力のマグネットロールにより
磁性現像剤を完全に吸着すると共に,表面に硬質材料か
らなる導電性被覆層が形成されているので耐摩耗性を向
上させ得る。また永久磁石部材の電気抵抗は極めて小で
あるため,軸をバイアス電圧源に接続することにより,
永久磁石部材の表面にバイアス電圧を印加することが可
能である。
〔実施例〕
第1図は本発明の実施例を示す一部省略要部縦断面図
であり,同一部分は前記第2図と同一の参照符号で示
す。第1図において永久磁石部材1は,外径D=16mm,
内径d=10mm,軸線方向の長さL=280mmに形成する。軸
2は例えば軟鋼によって直径10mmの円柱状に形成し,エ
ポキシ系の接着剤(図示せず)を介して永久磁石部材1
と固着する。なお永久磁石部材1の形成に際しては,ま
ずNd12.5Fe79B6.5Al2の組成の母合金をアーク溶解によ
り作製し,この母合金を大気圧,Arガス雰囲気とした石
英ノズル中において高周波溶解して,周速30m/秒の条件
で単ロール法により,幅5mm,厚さ約30μmの薄帯に形成
する。次にこの薄帯を真空炉中に650℃×1hrの熱処理
後,Arガス吹付けにより急冷後,30メッシュ以下に粉砕し
て磁性粉を作製する。この磁性粉90重量部とエチレン−
エチルアクリレート共重合体10重量部とを混練して押出
成形により,上記中空円筒状の永久磁石部材1とするも
のである。次に4は被覆層であり,比抵抗が106Ω・cm
以下,好ましくは103Ω・cm以下の導電性を有する硬質
材料,例えばNi,Cr等の金属材料で形成するのが好まし
く,ニッケル化学メッキのようなメッキ処理により,永
久磁石部材1の外表面に少なくとも厚さ1μm以上被着
させる。この場合特に5〜10%のPを含有するNi−P合
金メッキを施すと,HV500以上の硬さが得られ,更に熱処
理を行うとHV900以上の硬さとなる。なお上記以外の被
覆層4を形成する手段としては,TiN,CrN,B4C,TiC,HfC等
の窒化物若しくは炭化物をイオンプレーティング若しく
はスパッタリング等によって被着する手段がある。上記
のようにして形成したマグネットロールの磁気特性は,
残留磁束密度Br=3.9kG,保磁力iHc=9.2kOeであること
を確認した。また上記マグネットロール(6極対称着
磁,表面磁束密度1840G,被覆層4を厚さ5μmのニッケ
ル化学メッキにて形成)によりクリーニング作業を行っ
たところ,感光体ドラムからの残留現像剤の除去作用が
従来のものと同等以上であること,およびマグネットロ
ール上からの現像剤除去が極めて容易であることを確認
した。
本実施例においては永久磁石部材と軸とを別個の材料
で形成した例について記述したが,これらを同一の材料
によって,永久磁石部材と一体に形成してもよい。また
更に本発明のマグネットロールは,電気抵抗が極めて小
であるため,カブリ防止若しくは反転現像のためのバイ
アス電圧の印加が可能であり,従って非磁性現像剤の吸
着用としても使用できる。
〔発明の効果〕
本発明は以上記述のような構成および作用であるか
ら,下記の効果を奏し得る。
(1) 永久磁石部材を等方性のR−Fe−B系の磁性粉
によって形成したものであるため,高磁力を付与するこ
とができると共に,構成部材および装置の軽量化および
コンパクト化が可能である。
(2) マグネットロールの表面に硬質材料からなる被
覆層を形成したものであるため,耐摩耗性を大幅に向上
させ得る。
(3) マグネットロール自体が導電性を有するため,
バイアス電圧の印加が可能であり,現像剤のクリーニン
グ作用若しくは静電潜像の現像作用を向上させ得る。
(4) 表面が平滑であるため,スリーブを使用する必
要がなく,低コストのマグネットロールが得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示す一部省略要部縦断面図,
第2図は従来のマグネットロールの例を示す一部省略要
部正面図,第3図はクリーニング装置の例を示す説明図
である。 1:永久磁石部材,2:軸,4:被覆層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松倉 信行 埼玉県熊谷市三ケ尻5200番地 日立金属 株式会社熊谷工場内 (56)参考文献 特開 昭52−96547(JP,A) 特開 昭60−136775(JP,A) 特開 昭63−34904(JP,A) 特開 昭62−28782(JP,A) 特開 昭59−211549(JP,A) 実開 昭61−114809(JP,U)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】円筒状に形成しかつ外周面に複数個の磁極
    を設けてなる永久磁石部材に軸を固着してなるマグネッ
    トロールにおいて、 永久磁石部材を、等方性のR−Fe−B(RはNdまたはNd
    とPrを中心とする希土類元素の1種若しくは2種以上)
    系磁性粉60〜94重量%と残部が実質的に結合材料からな
    る材料により、軸線方向の長さLと外径Dとの比をL/D
    ≧5かつ内径dと外径Dとの比d/D≧0.5に形成すると共
    に、永久磁石部材の外表面に5〜10%のPを含有するNi
    −P合金メッキを施して形成された厚さ1μm以上の導
    電性被覆層を設けたことを特徴とするマグネットロー
    ル。
JP1042070A 1989-02-22 1989-02-22 マグネットロール Expired - Lifetime JP2685136B2 (ja)

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