JP4438197B2

JP4438197B2 - 現像剤用シール磁石

Info

Publication number: JP4438197B2
Application number: JP2000252013A
Authority: JP
Inventors: 哲中塚; 逸郎田中
Original assignee: Toda Kogyo Corp
Current assignee: Toda Kogyo Corp
Priority date: 2000-08-23
Filing date: 2000-08-23
Publication date: 2010-03-24
Anticipated expiration: 2020-08-23
Also published as: JP2002062730A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、現像剤用シール磁石に関し、更に詳しくは、例えば電子写真方式または静電記録方式により形成された静電潜像を現像する現像装置等に用いられるマグネットロール端部からの磁性トナーや磁性キャリアの漏れを防止するシール磁石に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、現像装置のマグネットロール端部からの磁性トナーや磁性キャリアの漏れ防止としては、マグネットロール回転軸と軸受けとを常に接触せしめて機械的にシールする接触シール方式や、マグネットロール回転軸と軸受けとを接触させず、希土類プラスチック磁石の磁気ブラシによりシールする非接触シール方式が用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者の接触シール方式の場合は、機械的な接触が常に存在するため部材が摩耗することは避けられず、やがてマグネットロール回転軸と軸受との間に所定以上の間隙が発生すると、そこから磁性トナーや磁性キャリアがマグネットロール回転軸と軸受けとの間に侵入し、回転軸の駆動トルクが増大してしまったり、また、そこで磁性トナーが溶融して凝集塊が生成し、これが元の新鮮な磁性トナーと混入し、その結果、実画像上に紙面端部を汚すような異常画像としてあらわれたり、またカートリッジを交換する時等、磁性トナーが飛散して、現像装置の内部や手を不必要に汚したりするという問題を有している。
【０００４】
一方、上記した接触シール方式の欠点を解消するものとして、後者の磁気ブラシによる非接触シール方式が開発され、今までに数多くの発明・考案が提案されている。
【０００５】
例えば、特公昭５６−３２６２８号公報、実公昭５８−２９４７９号公報、特公昭６４−８２１１号公報及び特開平３−２５１８８２号公報等には、磁性トナーや磁性キャリアの漏出をこの磁気ブラシで抑制する技術が開示されている。
即ち、特公昭５６−３２６２８号公報では、回転部材に設けたネジ溝に対抗して磁石リングが固定配置され、また実公昭５８−２９４７９号公報では非磁性または弱磁性体の回転軸に対向して磁石リングが固定配置され、更に特公昭６４−８２１１号公報では容器に固定された磁石リングと回転軸に固定された磁石リングを同極性同志で対向させ、両者間に反発磁界を形成させている。
【０００６】
更に、これらに改良を加えた特開平３−２５１８８２号公報では、少なくとも回転軸の一部を強磁性体で形成し、これと対向させて設けた環状磁石との間に磁気ブラシを形成させている。これ以外にも磁気ブラシ、磁気シールといった技術に関しては、多くの発明・考案が過去になされている。
一方、これらの技術を搭載した近年のプリンターや複写機等においては、カラー化、グラフィック化が一段と進み、そしてそこでの中間調やベタ画像の再現性等が特に重要視されてきており、さらなる高精細の現像画像、高画質のカラー画像の実現が要請されている。
【０００７】
しかしながら、合成樹脂磁石の磁気ブラシを使用した非接触シール方式では、従来、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系の希土類プラスチック磁石が用いられている。このプラスチック磁石は固有保磁力が８０００〜１２０００エルステッド程度と大きいため、高磁場で着磁する必要がある。
一方、シール効果を向上させるためには多極着磁が有効であるが、多極着磁するためには着磁ピッチを狭くする必要があり、それに応じて着磁ヨークの巻線を細くする必要がある。その結果、シール磁石にその磁気特性に見合った特性を期待して十分な着磁を行おうとすると着磁ヨークに大電流を流す必要があるが、断線及び断線時の電流漏れによるヨーク歯の溶融が頻繁に発生し、量産に耐えないものとなっていた。そのため、印可電流値を抑えて着磁する方法が採られてきたが、固有保磁力が大きいため使用磁石の能力に見合った着磁がなされないできた。そのため磁気シールを発揮する所謂磁気ブラシの穂立ちが充分でなく、その結果、磁性トナーや磁性キャリアの漏出を充分に防止することができなかった。
【０００８】
本発明は、かかる実情に鑑み、印可電流値を大きくすることなく多極着磁することができ、シール磁石の表面磁界を大きくして磁気ブラシの穂立ちを大幅に向上させ、磁性トナーや磁性キャリアの漏出を充分に防止し得るシール磁石を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記課題を解決するべく鋭意研究の結果、特定の固有保磁力を有する原料磁性粉を使用した合成樹脂磁石において、異方化、好ましくは特定の方向に集束配向した磁石が所期の目的を達成することを見い出し、本発明に到達したものである。
【００１０】
即ち、本発明の第１は、固有保磁力が７０００エルステッド以下の原料磁性粉を使用してなる合成樹脂磁石からなり、該磁石が異方性で、多極着磁されていることを特徴とする現像剤用シール磁石を内容とする。
【００１１】
本発明の第２は、固有保磁力が７０００エルステッド以下の原料磁性粉を使用してなる合成樹脂磁石からなり、該磁石の配向方向を内側極異方としたことを特徴とする現像剤用シール磁石を内容とする。
【００１２】
本発明の第３は、固有保磁力が７０００エルステッド以下の原料磁性粉を使用してなる合成樹脂磁石からなり、該磁石の配向方向を内側長手方向に集束配向させたことを特徴とする現像剤用シール磁石を内容とする。
【００１３】
好ましい態様としては、上記合成樹脂磁石にフェライト系磁性粉を含む現像用シール磁石である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の現像剤用シール磁石は、固有保磁力が７０００エルステッド以下の磁性紛とバインダーとしての合成樹脂とを所定の比率で成形した合成樹脂磁石であり、以下のように調整された異方性磁石であり、好ましくは、該磁石の配向方向を、内側極異方または内側長手方向に集束配向したものが有効である。
【００１５】
本発明に用いられる磁性紛としては、固有保磁力が７０００エルステッド以下であればよく、例えば、既に知られているネオジム・鉄・硼素を主成分とする異方性磁性粉、或いはサマリウム・鉄・窒素を主成分とする異方性磁性粉、或いはバリウムフェライト、ストロンチウムフェライト等のフェライト系異方性磁性粉が使用できる。これらの内、フェライト系磁性粉は酸化鉄を出発原料として使用できるため、安価に製造できコスト的に有利である。また、酸化物であるので錆や、それに起因する磁気特性の劣化の心配もいらない。これらは単独でまたは必要により混合して用いられる。
磁石の固有保磁力は７０００エルステッド以下、好ましくは５０００〜２２００エルステッドのものが選択される。磁石の固有保磁力が７０００エルステッドを越えると、従来の技術で述べたように、高磁場で着磁する必要があり、高磁場を発生させるために大電流を流すと着磁ヨークのパンクが頻繁に起こることがあり、特に湿気の多いときは量産に耐えない。
【００１６】
バインダーとしての合成樹脂については、従来公知のものが使用できる。その代表例を示すと、ポリアミド６、ポリアミド１２、ポリアミド６６などのポリアミド系樹脂；ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリエチレン及びポリプロピレンなどを単独または共重合したビニル系合成樹脂；ＰＢＴ、ＰＥＴなどのポリエステル；ポリウレタン、シリコーン、ポリカーボネート、ポリエーテルエーテルケトン、ＰＰＳ、塩素化ポリエチレン、クロロスルホン化ポリエチレン（デュポン社の商品名「ハイパロン」）などの合成樹脂；イソプレン、ネオプレン、スチレン・ブタジエン、ブタジエン、アクリロニトリル・ブタジエンなどのゴム；エポキシ系樹脂、フェノール系合成樹脂等が使用できる。これらは単独でまたは必要により２種以上混合して用いられる。
【００１７】
磁性紛とバインダーとしての合成樹脂との配合割合は、通常、磁性紛が４０〜７０vol ％、合成樹脂が６０〜３０vol ％の範囲から決定するのが好ましい。磁性紛が４０vol ％未満では磁界が不十分で充分な磁気シール効果が得られ難く、一方、７０vol ％を越えると成形性が悪くなる傾向がある。
なお、その他にも、従来から常用される可塑剤や抗酸化剤、表面処理剤などを目的に応じて使用出来ることはいうまでもない。
【００１８】
本発明のシール磁石はマグネットロール回転軸と軸受の現像剤が漏出する部分に配設され、マグネットロール回転軸とシール磁石との間隙に磁気ブラシによる磁気シールが形成される。従って、本発明のシール磁石の形状は、現像磁石の設計に合わせて、即ち、上記現像剤が漏出する部分の形状によって、円弧状から円環状まで最適のものが適宜決定される。
【００１９】
【実施例】
以下、本発明を実施例にもとずいて具体的に説明するが、本発明はこれらにより何ら制限されるものではない。
【００２０】
実施例１
固有保磁力が２８００エルステッドのフェライト磁性粉（平均粒径１．５μｍのマグネトプランバイト型ストロンチウムフェライト）が６８vol ％、ポリアミド１２が３１vol ％及びＴＴＳ（イソプロピルトリイソステアロイルチタネート）が１vol ％からなる樹脂磁石組成物を用いて、円弧状のシール磁石を製造した。
図１は、配向方向を内側極異方（６極）にしたシール磁石内部の配向パターン（破線）を示す概略図、図２は表面磁界パターンを示す概略図、図３は該シール磁石を製造するための金型磁気回路の概略図である。
本実施例の、一端に取付部２を有する円弧状のシール磁石１ａは、図１に示したように内側極異方に配向され、その表面磁界パターン３は、図２に示すように、円弧状の中心方向に向かって形成されている。該シール磁石１ａの固有保磁力は２８００エルステッドである。
【００２１】
上記のシール磁石を製造するには、図３に示すように、非磁性体の金型４にはシール磁石１ａが成形される同形状のキャビテイ５が設けられている。キャビティ４の曲率中心には直径３ミリメートルの円柱状強磁性体６が配設され、更にこの円柱状強磁性体６の外周には、一端面がこの外周と接するようにして６個の扇形状希土類焼結磁石〔ＳｍＣｏ系焼結磁石、（ＢＨ）_max＝３２メガガウスエルステッド、Ｂｒ＝１１６００ガウス、ｉＨｃ＝１４０００エルステッド〕からなる励磁配向用磁石７が設けられ、そして隣り合うそれぞれの磁極Ｎ，Ｓが交互に、且つ放射状に配設されている。
なお、キャビティ５の曲率中心側の内側面と放射状に配設された励磁配向用磁石７の多端面との間隙である非磁性厚みを０．３ミリメートルの場合を示している。
【００２２】
以上のような条件下で成形されたシール磁石の磁気特性（表面から０．４ミリメートル離れた位置の法線成分磁界）の周回方向磁界分布を図４に、また厚み（巾）方向磁界分布を図５に示す。
図４から明かのように、横軸の位置（角度）の目盛り、−４０〜１１０の範囲に磁界パターンが形成され、しかもそのピーク値は約１８００ガウスであり、また、厚み（幅）方向については、図５から明かのように、磁界ピーク値は天井部がフラットで約１８００ガウスであることが理解される。
なお図４において、位置（角度）−４０〜１１０の範囲の中、−４０の位置は図２に示したシール磁石１のＡの位置に相当するものであり、また１１０の位置はＢの位置に相当するものである。
【００２３】
実施例２
固有保磁力が２８００エルステッドのフェライト磁性粉（平均粒径１．５μｍのマグネトプランバイト型ストロンチウムフェライト）が６８vol ％、ポリアミド１２が３１vol ％及びＴＴＳ（イソプロピルトリイソステアロイルチタネート）が１vol ％からなる樹脂磁石組成物を用いて、円弧状のシール磁石を製造した。
図６は、磁石の配向方向を内側長手方向に集束配向した場合のシール磁石１ｂの斜視図であり、図７は、図６の巾方向の磁石内部の配向パターン（破線）と磁石の内側方向に形成された表面磁界パターン３の模式図、図８は金型磁気回路を示す概略図、図９は図８のＸ−Ｘ線断面図である。
【００２４】
本実施例の、一端に取付部２を有する円弧状のシール磁石１ｂは、図６に示したように内側極異方に配向され、その表面磁界パターン３は、図７に示すように、円弧状の中心方向に向かって形成されている。該シール磁石１ｂの固有保磁力は２７００エルステッドである。
図８において、非磁性体の金型４にはシール磁石１ｂが成形される同形状のキャビテイ５が設けられている。
また、キャビテイ５の内側には、軟鉄８に密着したかたちで、かつ全体の厚みがキャビテイ５の幅（紙面と直角方向の奥行き）と略同一寸法のＳｍＣｏ系焼結磁石〔（ＢＨ）_max＝３２メガガウスエルステッド、Ｂｒ＝１１６００ガウス、ｉＨｃ＝１４０００エルステッド〕からなる励磁配向用磁石７が配設されている。
そして、この励磁配向用磁石７は３枚のプレートから構成され、それぞれの厚みは一端から順次１：２：１の比率で、且つ極性が交互になるように形成されている（図９参照）。
励磁配向用磁石７の先端部９は、キャビティ５の曲率中心側の内側面と所定の非磁性厚みを保ちキャビティ５の曲面に沿うようにして配置される。なお、本実施例での非磁性厚みは０．３ミリメートルの場合である。
【００２５】
以上のような条件下で成形されたシール磁石１ｂの磁気特性（表面から０．４ミリメートル離れた位置の法線成分磁界）の周回方向磁界分布を図１０に、また厚み（幅）方向磁界分布を図１１に示す。
図１０から明かなように、横軸の位置（角度）の目盛り、−４０〜１１０の範囲に二段の台形状の５００〜１５００ガウスの磁界が形成され、そのピーク値はシール磁石１ｂの中央部の約１５００ガウスである。
この磁気パターンは実施例１の磁気パターンのような谷が無いことに特徴があり磁気シール性が最も良好となる。実施例１に比べてマグネットロールの回転軸とシール磁石とのギャップを大きくすることが出来、組立精度を緩くできる特徴がある。
【００２６】
実施例３
固有保磁力が６８００エルステッドのＳｍＦｅＮ異方性磁性粉（平均粒径１２μｍ）が４０vol ％、ポリアミド１２が５９vol ％、ＴＴＳ（イソプロピルトリイソステアロイルチタネート）が１vol ％からなる樹脂磁石組成物を用い、励磁配向用磁石７としてＮｄＦｅＢ系焼結磁石〔（ＢＨ）_max＝４２メガガウスエルステッド、Ｂｒ＝１３０００ガウス、ｉＨｃ＝１６０００エルステッド〕を用いた他は、実施例２と同様の磁場配向射出成形により円弧状のシール磁石を製造した。
【００２７】
以上のような条件下で成形されたシール磁石１ｂの磁気特性（表面から０．４ミリメートル離れた位置の法線成分磁界）の周回方向磁界分布を図１２に、また厚み（幅）方向磁界分布を図１３に示す。
図１２から明かのように、横軸の位置（角度）の目盛り、−４０〜１１０の範囲に二段の台形状の６５０〜１８００ガウスの磁界が形成され、そのピーク値はシール磁石１ｂの中央部の約１８００ガウスで、谷がなく、壁のように長手方向に分布していることが分かる。このシール磁石も実施例２のシール磁石と同様、磁気シール性が良好で、組立精度を緩くできる利点がある。
【００２８】
【発明の効果】
叙上のとおり、本発明の現像用シール磁石は、固有保磁力の小さい合成樹脂磁石からなるので、その製造工程において着磁ヨークのオーバーロード等の問題を発生する恐れがなく表面磁界を大きくできるので、磁気ブラシの穂立ちが大きく充分な磁気シール性を有するシール磁石を提供でき、高精細の現像画像、高画質のカラー画像の要請やプリンターや複写機等の耐久信頼性の要請に充分に応えるものである。しかも、フェライト系の安価な磁性粉が好適に使用できるので、経済的にも極めて有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１のシール磁石の斜視図で、内側極異方の配向パターンを示す。
【図２】実施例１のシール磁石における表面磁界パターンを示す。
【図３】実施例１のシール磁石を製造するための金型磁気回路の概略図である。
【図４】実施例１のシール磁石の周回方向磁界分布図である。
【図５】実施例１のシール磁石の幅方向磁界分布図である。
【図６】実施例２のシール磁石の斜視図で、内側長手方向に集束配向したパターンを示す。
【図７】実施例２のシール磁石の配向及び表面磁界パターンの模式図である。
【図８】実施例２のシール磁石の製造するための金型磁気回路の概略図である。
【図９】図８の金型磁気回路のＸ−Ｘ線断面図である。
【図１０】実施例２のシール磁石の周回方向磁界分布図である。
【図１１】実施例２のシール磁石の幅方向磁界分布図である。
【図１２】実施例３のシール磁石の周回方向磁界分布図である。
【図１３】実施例３のシール磁石の幅方向磁界分布図である。
【符号の説明】
１ａ、１ｂシール磁石２取付部
３表面磁界パターン４非磁性体金型
５キャビティ６強磁性体
７励磁配向用磁石８軟鉄
９先端部

Claims

固有保磁力が７０００エルステッド以下の原料磁性粉を使用してなる合成樹脂磁石からなり、該磁石が異方性で、多極着磁されていることを特徴とする現像剤用シール磁石。
固有保磁力が７０００エルステッド以下の原料磁性粉を使用してなる合成樹脂磁石からなり、該磁石の配向方向を内側極異方としたことを特徴とする現像剤用シール磁石。
固有保磁力が７０００エルステッド以下の原料磁性粉を使用してなる合成樹脂磁石からなり、該磁石の配向方向を内側長手方向に集束配向させたことを特徴とする現像剤用シール磁石。
合成樹脂磁石にフェライト系磁性粉を含むことを特徴とする請求項１、２又は３記載の現像剤用シール磁石。