JPH02222108A - 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口するマグ
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５現像ロール用若し
くは転写後のクリーニングロール用として使用するマグ
ネットロールは１例えば第３図に示すような構成のもの
が最も一般的である。第３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（図示せず）を複数個設けると共に
２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。次に軸２の両端部には支持部材３，４を軸受５を介
して回転自在に装着し支持部材３，４には中空円筒状に
形成したスリーブ６を嵌着する。なお支持部材３．４お
よびスリーブ６ば９例えばアルミニウム合金若しくはス
テンレス鋼等の非磁性材料によって形成する。７はシー
ル部材であり、支持部材３と軸２との間に嵌着して密封
する。なお永久磁石部材１の外径は１８〜６０ｍｍ、長
さは２００〜３５０ｍｍに形成する場合が多い。

上記の構成により、永久磁石部材１とスリーブ６との間
に相対回転が存在するように駆動することにより、永久
磁石部材１が具有する磁気吸引力によってスリーブ６の
外周面に磁性を有する現像剤を吸着搬送して所謂磁気ブ
ラシ（図示せず）を形成し、所定の現像作業その他を遂
行するのである。

〔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１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２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、ずなわらフ
ェライトのような磁性粉と樹脂等の結合月料との混合材
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、製品毎に異なる異方性配向
の仕様を満足させるために。

配向磁界を内蔵する特殊な成形用金型を夫々の製品毎に
必要とし、製作が煩雑であるという問題点がある。この
ような用途に対応するために２例えば等方性フェライ１
−磁石の一部に異方性フェライト磁石のブロックを埋設
する手段も提案されているが、加工および組立製作が極
めて煩雑である。

また例えば軸方向の長さ寸法が４００ｍｍ以上のような
長尺品を製作する場合には、一体高で形成することは従
来以上の大型の製造設備を新設する必要があり、また品
質およびコスト両面において要求を満足させることがで
きにくいという問題点がある。

本発明は上記従来技術に存在する問題点を解決し、軽量
かつ高磁力を有すると共に、磁束波形の制御が容易であ
る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軸方向に延びる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、永久磁石部材および軸を等方性のＲ−Ｆｅ
−Ｂ系磁性粉と結合材料とからなる材料により一体に形
成すると共に。

Ｌ　／　Ｄ≧５　（但し、　　Ｌ、　　Ｄは各々永久磁
石部材の軸方向長さおよび外径）に形成する。という技
術的手段を採用した。

本発明において、Ｄを１５ｍｍ以下に形成し、若しくは
永久磁石部材の外径と軸の外径とを同一寸法に形成する
ことができる。

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、Ｒａ　Ｆｅ６　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２種以上１ＭばＡｌｌ！　　Ｓｉ　　
Ｃｏ　　Ｎｂ　　Ｗ　　Ｖ　　Ｍｏ　　Ｔａの１種若し
くは２種以上、ａ＝］、０〜１５原子％ｂ＝１００　　
（ａ＋ｃ＋ｄ）原子％、Ｃ−４〜８原子％、ｄ＝ｌｏ原
子％以下）とするのが好ましい。

この場合ａが１０原子％未渦、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、多ず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Ａ４５％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７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°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ｉ
Ｈｃを低下させるため不都合である。一方熱処理温度が
低ずぎると等方性の非晶質組織が多（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
）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対のト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ｉ
Ｈｃ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、それ自体軸として機能し得るポ
リアミド樹脂（ナイロン）等の熱可塑性樹脂を使用する
ことができる。すなわちマグネットロールの両端は軸受
等によって支持されるので軟い樹脂を使用すると撓むお
それがあることから上記のような硬い樹脂を使用するの
である。

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１分散剤等の添加物を加えてもよい）した後、冷却固
化、粉砕して所謂コンパウンドを住成し、このコンパウ
ンドを使用して無磁場中の射出成形若しくは押出成形ま
たは圧縮成形により１等方性のボンド磁石として成形す
ることができる。

なお押出成形による場合は１例えば原料をニダにより１
２０℃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。また永久磁石部材と軸とが同一径のも
のを押出成形により製作する場合には、原料を２００°
〜３００℃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２０
０°〜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、冷却中に撓み、変形を矯正
され、所定のマグネットロールとなる。

本発明における永久磁石部材はＬ／Ｄ≧５に形成するが
、、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。

〔作用〕

上記の構成により、前記第３図に示すように軸の両端部
に支持部材を軸受を介して装着し、更にスリーブを嵌着
し、永久磁石部材とスリーブとの間に相対回転が存在す
るように駆動すれば、現像作業その他を遂行し得るので
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正面図であ
り、同一部分は前記第３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＝１４ｍｍ、長
さＬ　＝　２５６ｍｍに、軸２ば外径ｄ＝６ｍｍに、か
つ両者を同一材料により一体に形成する。すなわちまず
Ｎｄ＋ｚ、ｓＦ　ｅ７ｑＢｂ、、’　Ａｄｚ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９周速３０ｍ／秒の条件で華ロール法により１幅５
　ｍｍ、厚さ約３０μｍの薄帯に形成する。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メソシユ以下に粉砕して磁
性粉を作製する。この磁性粉９０重量部とナイロン１２
（宇部興産（株）製３０１４Ｕ）　　１０重量部とを２
５０℃の温度で混練し、冷却固化後ペレタイザーで粉砕
して３〜５ｍｍ角のコンパウンドとした。このコンパウ
ンドを使用し、温度２７０°Ｃ１射出圧力１０００ｋｇ
／ｃｍ２で射出成形を行い、一体の永久磁石部材１およ
び軸２とするものである。この永久磁石部材１の磁気特
性は残留磁束密度Ｂｒ＝５．３ｋＧ保持力ｉＨｃ　＝１
０．８　ｋｏｅであることを確認した。

上記構成によるマグネットロール（Ａ）に４極対称着磁
を施して表面磁束密度を測定したところ各磁極上で２５
００　Ｇの値を示した。また比較のために、永久磁石部
材１を等方性の焼結フェライト磁石（日立金属製ＹＢＭ
−３）で形成したマグネットロール（Ｂ）、および磁性
粉としてＳｒフェライト粉末（平均粒度１μｍ）を使用
し、かつ磁場中において射出成形した以外は、前記マグ
ネットロール（Ａ）と略同様の条件で製作したマグネッ
トロール（Ｃ）を準備した。これらのマグネットロール
についても表面磁束密度を測定したところマグネットロ
ール（Ｂ）（Ｃ）は各々ｌ１００Ｇ、および１３００Ｇ
であった。この結果から本発明のマグネットロールは、
従来技術によるものより表面磁束密度が大幅に向上する
ことがわかる。

上記の構成により、マグネットロールおよび装置全体の
軽量化およびコンパクト化が可能となる。

特に永久磁石部材１の外径が１５ｍｍ以下である場合に
おいて有効である。なお永久磁石部材１の外径りおよび
軸２の外径ｄとを第２図に示すように同一寸法に形成し
てもよい。

本実施例においては、永久磁石部材の横断面形状を円形
に形成した例を示したが２円形以外の他の幾何学的形状
としてもよいことは勿論である。

〔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。

（］）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、高保磁力を付与する
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）永久磁石部材の構成材料が等方性であるため無磁
場成形が可能であるため、特殊な成形用金型を必要とせ
ず、製作が容易である。

（３）磁束波形の制御が容易であるため、特殊な磁束波
形を要するものでも充分に対応できる。

（４）永久磁石部材と軸とを一体に成形することができ
るため、製作が容易であると共に、軽量化および小型化
に対して極めて有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は各々本発明の実施例を示す一部省
略要部正面面、第３図は従来のマグネットロールの例を
示す一部省略縦断面図である。 ■＝永久磁石部材、２：軸、６：スリーブ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）円筒状に形成しかつ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、永久磁石部材および軸を等
   方性のＲ−Ｆｅ−Ｂ系磁性粉と結合材料とからなる材料
   により一体に形成すると共に、Ｌ／Ｄ≧５（但しＬ，Ｄ
   は各々永久磁石部材の軸方向長さおよび外径）に形成し
   たことを特徴とするマグネットロール。
2. （２）Ｄが１５ｍｍ以下である請求項（１）記載のマグ
   ネットロール。