JPH02222109A - 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ロル用とし
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、現像ロール用とし
て使用するマグネ・ノドロールは２例えば第１０図に示
すような構成のものが最も一般的である。第１０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］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。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３４およびスリーブ６は２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
ば焼結粉末磁石材料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、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、製品毎に異なる異方性配向の仕様を満足さ
ゼるために。

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。また
マグネットロールによっては、特殊な磁束波形を必要と
するものがあり９例えば特定の磁極のみの磁力を大にす
るというような要求に対しては対応できないという欠点
もある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、磁束
波形の制御が容易であるマグネットロルを提供すること
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、まず第１の発明においては
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、永久磁石部材を、フェライト磁
石系材料からなる本体と１本体の磁極の一部に固着し、
かつ等方性のＲ−Ｆｅ−Ｂ系磁性粉と結合材料とからな
る材料によって形成した磁石片とによって形成する。と
いう技術的手段を採用した。

この場合において磁石片を本体に設けた溝内に埋設する
ことができる。

次に第２の発明においては３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
磁石部材を、フェライト磁石系材料からなる本体と２本
体の磁極の一部に埋設してなる磁石片とによって形成す
ると共に、この磁石片を異方性のフェライト磁石材料か
らなる磁石ブロックと、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系磁性粉と結合材
料とからなる材料によって形成した部材とによって形成
する。という技術的手段を採用した。

上記各々第１および第２の発明において、磁石片を形成
するＲ−Ｆｅ−Ｂ系磁性粉の組成は。

Ｒａ　Ｆｅ　ｂ　Ｂｃ　Ｍｄ　　（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はＡｎ、Ｓｉ、Ｃｏ、Ｎｂ、Ｗ、ＶＭｏ、Ｔ
ａ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は磁石片の耐熱性および
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Ａ１５
％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’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、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。ずなわち、高速回転する冷
却用ドラムの内壁に熔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）５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１Ｈｃ８ａ！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（チタンカンプリング剤）等の有機化合物で被覆して
もよい。

また磁石片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、磁石片の成
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。

ポリアセクール（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。

次に磁石片を成形するには、まず前記のＲＦｅ−Ｂ系磁
性粉と結合材料とを加熱混練（必要に応して滑剤１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
５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“Ｃ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−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１００−２０００ｇ／１０ｍ１ｎ　、　ｘ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Ｍｒ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２例えば原料をニーダにより１２
０℃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２００６
〜２５０℃、射出圧力８００〜１５００　ｋｇ／ｃｍ２
とするのがよい。

また磁石片の横断面輪郭の形状は、適用すべきマグネッ
トロールに要求される性能１寸法等により、適宜選定さ
れるべきてあり、偏平な四辺形かまぼこ型は勿論のこと
２正方形２矩形その他の幾何学的形状とすることができ
る。

〔作用〕

上記の構成により、前記第１０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１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図および第２図は各々本発明の第１実施例を示す一
部省略要部縦断面図および要部側面図であり、同一部分
は前記第１０図と同一の参照符号で示す。両図において
２８は本体であり、従来同様に例えばフェライト磁石系
材料（焼結フェライト磁石）により中空円筒形に形成す
ると共に、外周面に複数個の磁極（ｌ示せず）を設ける
。次に８、Ｉは溝であり１本体８に設けた特定の磁極２
例えばＮ極の位置に穿設する。９は磁石片であり横Ｉす
１面輪郭を偏平かまぼこ状に形成して前記溝８ａ内に１
例えばエポキシ樹脂のような接着剤を介して固着する。

なお磁石片９を形成するにば、まずＮ　（１、、、、Ｆ
　Ｃ！　７．Ｉ３＋、、ｓ　Ａ　ｐ、２の組成の＋ｎ合
金をアーク溶解により作製し、この母合金を大気圧。

／＼１−ガス雰囲気とした石英ノスル中において高周波
溶解して１周速３０ｍ／秒の条件で単ロール法により１
幅５ｍｍ、厚さ約３０μｍの薄帯に形成する。次にこの
薄帯を真空炉中にて６５０°ＣＸ１ｂｒの熱処理後、　
Ａ−ｒカス吹付りにより急冷後、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重足部とエチ
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磁石片９とするものである。

上記の構成により、特定のＮ極における磁力を他の磁極
より人に形成することかでき、このように形成した侵ふ
極を例えば現像磁極として使用するごとにより、効率的
な現像作業を行い得るのであ１す る。

また、第２図において、外径１８ｍｍの永久磁石部材を
２等方性の焼結フェライト磁石（日立金属製ＹＢＭ−３
）からなる本体８と、溝８ａに１１５ｍｍ、厚さ１．５
ｍｍの磁石片９を埋め込んで形成したマグネットロール
（Ａ、）を製作した。またマグネットロール（Ａ）にお
いて磁石片９の厚みを１．１５ｍｍに変更した以外は上
記と同様のマグネットロー（１３）を製作した。比較の
ために永久磁石部材１が上記のフェライト磁石のみから
なるマグネットロール（Ｃ）を阜備した。これらのマグ
ネットロールに４極対称着磁を施して３表面磁束密度（
外径２０ｍｍのスリーブ上での値）を測定した。

その結果を第９図に示す。第９図から本発明のマグネッ
トロール（Ａ）（Ｂ）の表面磁束密度は１．２２０Ｇ、
　１０７０Ｇであり、従来のマグネットロール（Ｃ）の
表面磁束密度９０（１Ｇよりも大幅に向上していること
がわかる。

第３図および第４図は各々本発明の第２実施例および第
３実施例を示す要部側面図であり、同一部分は前記第１
実施例におけるものと同一の参照符号で示す。両図にお
いて磁石片９は各々横断面形状を厚肉かまぼこ型に形成
し、溝８ａ内に一部分のみ埋設するように形成する。８
Ｉ）は段部である。

上記のように構成することにより、前記実施例と同様に
本体８の特定の磁極、すなわちＮ極における磁力を他の
磁極より増大することができる。

なお第３図および第４図に示すように、磁石片９の一部
のみを溝８ａ内に埋設する構成にすることにより、磁石
片９の固着が容易となる。

第５図は本発明の第４実施例を示す要部側面図であり、
同一部分は前記実施例におけるものと同一の参照符号で
示す。第５図において磁石片９ば帯状、リボン状若しく
はテープ状に形成し５例えば特定の磁極であるＮ極上に
固着する。１０は被覆部材であり２例えばポリエステル
等の熱可塑性樹脂からなる薄肉筒体によって形成する。

ずなわら本体８および磁石片９を各々着磁後１両者を磁
気的に吸着固着し、これらの外周に被着して加熱ずれば
、第５図に示すように本体８および磁石片９の外周Ｇこ
密着し２両者の相対移動を防止する。

」二記の構成により、磁石片９の本体への固着か極めて
容易となると共に、信頼性を向上させることができる。

第６図は本発明の第５実施例を示す要部側面図である。

第６図において磁石片４Ｎ；Ｉ：、特定の磁極例えばＮ
極の中心から若干量ずらせて設りる。

上記の構成により２本体８のめの場合の磁束波形すを、
鎖線にて示すよ・うな磁束波形ａとすることができ１局
部的に磁力を大に形成することができるのである。

第７図は本発明の第６実施例を示す要部側面Ｖである。

第７図においてｌ　ｌ　Ｌ’、Ｆ、ＴＩ’ｌ’１石プロ
・ツクであり、異方性焼結フエライ１−４Ｎ石祠料によ
り横断面形状を厚肉かまぼこ型に形成すると共に１本体
８内に埋設する。そして磁石片９　ｉ：Ｉ’、　Ｌ’ｊ
ｔ石ブロック１１の端縁部に固着する。

上記の構成により、前記第６図に示すようムこ磁力分布
曲線を変化させ得るのであるが１等方性のフェライ＋−
（ｆｉ石祠料からなる本体８内に、異方性フェライト磁
石材料からなる磁石ブロック１１を設りたごとにより、
磁束波形すにおける磁力をも併せて増大させ、更に局部
的に磁力を大に形成することができる。

第８図は本発明の第７実施例を示す要部側面図である。

第８図において磁石片９は横断面形状をＬ字形に形成す
ると共に１本体８に設けたａＳａ内に埋設する。磁石片
９をこのように形成した場合においても第７図に示すよ
うな磁束波形ａを得ることができる。

第６図ないし第８図に示ずマグネットロールはスリーブ
回転方式の現像装置により静電潜像を現像する場合に有
効である。すなわち磁性現像剤を保持するスリーブを回
転させ、マグネットロールの１磁極を感光体に対向させ
て現像を行う場合。

感光体の移動方向の上流側の磁力を下流側の磁力よりも
強くすることにより＋　’ｌＷ度むらや地力ブリを防止
できることが知られている（特公昭６３０７１３号公報
参照）。したがって第６図および第７図のマグ不ツｌ−
ロールの磁石片９又は第８回の磁石片９の凸部を感光体
の移動方向の下流側に位置セしめることにより良質の画
像を得ることができる。

次に第９図は永久磁石部材からなるマグネットロールの
スリーブ上の表面磁束密度を測定した結果を示す図であ
る。第９図において磁束波形ａｂは各々前記第２図に示
すものに対応し、磁束波形Ｃは従来のもの、すなわち永
久も〃面部材を等方性の焼結ンエライト磁石（日立金属
製ＹＢＭ−３）によって形成したものに対応する。この
場合本体８ば外径１８ｍｍ、内径１０ｍｍに形成し、外
径２０ｍｍの非磁性材料製スリーブを被着して測定した
。

なお磁石片９は各々幅５ｍｍに形成すると共に、磁束波
形ａ、ｂに対応するものを各々厚ざ１　、５ｍｍの断面
かまぼこ型および厚さ１．１５ｍｍのテープに形成した
ものである。第９図から明らかなように、従来のものに
対応する磁束波形Ｃにおいては、スリブ上の表面磁束密
度（以下ＢＯと記す）のピーク値は９００Ｇに留まるが
１本発明のものに対応ずる磁束波形ａ、ｂにおいては、
Ｂｏのピーク値が各々１２２０　Ｇおよび１０７０Ｇを
示し、磁石片９を固着したことによる磁力向上が認めら
れる。

本実施例においては本体を構成するフェライト磁石系材
料が焼結磁石材ネ８１である例についで記述したが、フ
ェライト粉末のような磁性粉と結合制料を磁場中で成形
した所謂異方性ポンド磁石材料であってもよい。また磁
石ブロックについても同様である。更に磁石片の成形手
段として押出成形の例について記述したが、射出成形手
段によってもよい。また更に磁石片を押出成形する場合
には長尺に成形した後において、必要に応して所定長さ
寸法に切断するごとによって磁石片を形成してもよい。

〔発明の効果〕

本発明は等方性のフェライト磁石材料からなる本体の一
部にＲ−Ｆｅ−Ｂ系ボンド磁石祠料からなる磁石片を固
着したものであり１かつ磁石片の形状を任意に選定でき
るため、特定部分の磁力を高めるような特殊な磁束波形
を容易に得ることができると共に、従来のものより極め
て高いピーク（（ηを有する磁束波形を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は各々本発明の第１実施例を示す一
部省略要部縦断面図および要部側面図第３図ないし第８
図は夫々本発明の第２実施例ないし第７実施例を示す要
部側面図、第９図は永久磁石部材の表面磁束密度を測定
した結果を示す間第１０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。 ｌ：永久磁石部材、２：軸、６・スリーフ８：本体、９
：磁石片、１１Ｂ；ｒ１石ブロック。

Claims (3)

【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，永久磁石部材を，フェライ
   ト磁石系材料からなる本体と，本体の磁極の一部に固着
   し，かつ等方性のＲ−Ｆｅ−Ｂ系磁性粉と結合材料とか
   らなる材料によって形成した磁石片とによって形成した
   ことを特徴とするマグネットロール。
2. （２）磁石片を本体に設けた溝内に埋設した請求項（１
   ）記載のマグネットロール。
3. （３）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，永久磁石部材を，フェライ
   ト磁石系材料からなる本体と，本体の磁極の一部に埋設
   してなる磁石片とによって形成すると共に，この磁石片
   を異方性のフェライト磁石材料からなる磁石ブロックと
   ，Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系磁性粉と結合材料とからなる材料によ
   って形成した部材とによって形成したことを特徴とする
   マグネットロール。