JPH02220083A - マグネットロール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【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１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９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３回収樋１６内に設ける。

第２図は第３ｒＪＡ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１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１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１
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９例えばフェライト磁石材料によっ
て形成されるため、Ｉ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１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２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ＲＦｅ−Ｂ系磁性粉と結
合材料とからなる材料により形成すると共に、永久磁石
部材の外表面に導電性被覆層を設ける。という技術的手
段を採用した。

本発明において、軸を永久磁石部材と同一の材料により
、永久磁石部材と一体に形成してもよい。

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、Ｒ，Ｆｅ、ＢｃＭｄ　　（但し
、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２１！以上１ＭはＡｆｆｉ、　Ｓｋ、　Ｃ
ｏ、　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十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
−１Ｏ原子％以下とするのが好ましく、より好ましくは
原子％でＡ１５％以下、Ｓｉ５％以下、Ｃ。

１０％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°Ｃ以下、好ましく
は５５０°〜７５０°Ｃ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９Ｍｉ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）１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０．０１〜０．５μ曽とするのが好
ましい、すなわち０．０１　μ曽より小であると保磁力
ｉＨｃが低下し、一方０．５μ−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１〜１０００μ論とするのが、
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’Ｆ（−
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９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２等方性のポ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’Ｃで混練した後２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−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°Ｃ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Ｍｌと記す）
が１００〜２０００　ｇ／　１０ｍ１ｎ。

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。Ｍｌが小であると流動性が低く、＆
１１気特性が低下し、一方Ｍｌ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、１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２例えば原料をニーダにより１２０°Ｃで１時間
加熱混練し、冷却固化後ペレタイザーにより３〜５ＩＩ
１１角のコンパウンドとし、射出温度２００°〜２５０
℃、射出圧力８００〜１５００　ｋｇ／ｃ−とするのが
よい。

本発明における永久磁石部材はＬ／Ｄ≧５に形成するψ
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１表面に硬質の導電性
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−１６ｍ、内
径ｄ＝ｌＱｍ、長さし＝　２８０ｍに形成する。軸２は
例えば軟鋼によって直径１０謹の円柱状に形成し、エポ
キシ系の接着剤（図示せず）を介して永久磁石部材ｌと
固着する。なお永久磁石部材１の形成に際しては、まず
Ｎｄ＋ｚ、ｓＦ　ｅｆｆ、Ｂａ、ｓ　Ａｌ１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１周速３０−／秒の条件で単ロール法により３幅５
−１厚さ約３０　ｕ−の薄帯に形成する０次にこの薄帯
を真空炉中にて６５０℃Ｘ１ｈｒの熱処理後、Ａｒガス
吹付けにより急冷後、３０メツシユ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１０”Ω・Ｃ１１ｌ以下
、好ましくは１０３Ω・Ω以下の導電性を有する硬質材
料２例えばＮｉ、Ｃｒ等の金属材料で形成するのが好ま
しく、ニッケル化学メツキのようなメツキ処理により、
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Ｎ１
−Ｐ合金メツキを施すと、ＨＶ５００以上の硬さが得ら
れ、更に熱処理を行うと１（Ｖ９００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、Ｔ
ｉＮ、ＣｒＮ、Ｂａ　Ｃ，ＴｉＣ，）（ｆｃ等の窒化物
若しくは炭化物をイオンブ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Ｂ　ｒ　−３，９ｋＧ、保磁力ｋＨｃ
ｍ９．２ｋｏ＠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９表面磁束密度１８４０　Ｇ
、被覆層４を厚さ５μ−のニッケル化学メツキにて形成
）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、ガ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の被覆層を形成し
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
５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。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （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系磁
   性粉と結合材料とからなる材料により形成すると共に，
   永久磁石部材の外表面に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。
2. （２）軸を永久磁石部材と同一の材料により，永久磁石
   部材と一体に形成した請求項（１）記載のマグネットロ
   ール。