JPH02222110A - 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】 ｒ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ール用と
して使用するマグ不ソｌ−■コ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１：］ル川と
して使用するマグネノ１−１コールは２例えば第１２図
に示すような構成のものが最も一般的である。第１２図
において、１は永久る〃石部祠てあり２例えばハートフ
ェライトのような焼結粉末磁石飼料にＪす２若しくは強
磁性粉末４Ａ料古結合祠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を同軸的に固着ず
ろ。永久磁石部材１の外周面には軸方向に延びる磁極Ｓ
Ｓ２．Ｎ、、Ｎ２を設りるとノ（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）Ａを軸受（何れも図示−Ｕず）を介して
回転自在に装着し、支持部材には中空円筒状に形成した
スリーブ３を嵌名する。なお支持部子Ａおよびスリーブ
３は２例えばアルミニウム合金若しくはステンレス鋼１
等の非俳性祠料によって形成する。なお永久磁石部４Ａ
’　］の外径は１８〜６０　ｍｍ、長ざは２００−３５
０ｍｍに形成する場合か多い。

」二記の構成により、永久磁石部＋３１とスリーブ３と
の間に相対回転が存在するように駆動するごとにより、
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
３の外周面に磁性を有する現像剤を吸着）般送して所、
ｉｔ’７　＆ｌｌラフラン図示せず）を形成し、所定の
現像作業を遂行するのである。

−力に記現像作業におｉＪる現像効率を高めるためには
、磁気ブラシと静電荷像担持体の表面との接触幅を増大
さ一部るごとか有効であり、このための手段として、磁
気ブラシを形成する永久磁石部４７１０）　、静電荷像
担持体と対向する例の磁極部の磁極面に少なくとも１個
の窪の部を形成する提案がある（特公昭６２−５５１．
４９号公報参照）。上記の構成ムこまって単一の磁極部
が形成する磁界強度分布か複数のピークを形成するごと
とｔ【す、上記磁界によって形成される磁気ブラシの静
電荷像担持体に対する接触幅を拡げることができ、現像
効率を高め得ると共に、現像むらや１にじみを防止する
ごとができる。

（発明か解決しようとする課題〕 上ａ１２　従来のマグネ、　ｌ−ｔ：＋−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。

従って近年にお番ノ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
が必然的に増太し、軽量化の要求に対応できないという
問題点かある。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２異方性をイ・１与しないと所定の磁
気特性を確保できないのめならず、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２製作が煩雑であるという問題点がある。特に
マグネットロールＱこよっては、前述のように同一極性
の？！数のピークを形成するような１ろ殊な磁束波形を
必要とするものがあり、このようなマグネットロールを
得ようとすると磁力が低下するという欠点がある。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ト
磁石の一部 部に、四部を設けた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、高磁
力を有すると共に、前述のような特殊な磁束波形が容易
に得られるマグネットロールを提供することを目的とす
る。

〔課題を解決するだめの手段〕

上記目的を達成するために１本発明においては軸の外周
に軸方向に延びる磁極を設けてなる永久磁石部材を固着
し２円周方向に複数個の磁極が現れるように形成したマ
グネットロールにおいて永久磁石部材を、フェライト系
磁石材料からなる本体と１本体の単一磁極部の一部に固
着し、かつ等方性のＲ−Ｆ　ｅ　−Ｂ系磁性扮と結合材
料とからなる＋４１４によって形成した磁石片とによっ
て形成すると共に、前記単一磁極部の外方に同一極性の
複数のピークを有する磁界強度分布が出現するように構
成する。という技術的手段を採用した。

本発明において磁石片の外表面に少なくとも１個の四部
を形成することかできる。

また初数個の磁石片を円周方向に間隔を介して配設して
もよい。

次に永久磁石部祠を構成する本体を中空円筒状若しくは
角柱状に形成することができる。

更に［ｆｌｉ石片は本体の外表面に固着してもよく若し
くは磁石片の少なくとも一部を本体内に埋設させてもよ
い。

次に本発明において、磁石片を形成するＲ−Ｆｅ１３系
磁性粉の組成は、Ｒ２Ｆｅ、１３ＣＭ、（但しＲはＮｄ
またはＮｄとＰ　ｒを中心とする希土類元素の１種若し
く番Ｊ２種以上１ＭはＡｐ！、５ｉＣｏ、Ｎｂ、Ｗ、Ｖ
、Ｍｏ、’ｒａの１種若しくは２種以上、ａ＝１０〜Ｉ
５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、またばＣが４原子
％未満であると不可逆減磁率が人となり、一方ａが１５
原子％超、またばＣが８原子％超の組成では残留磁束密
度が低下′づ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
゛ζｄ−１０原子％以下とするのか好ましく、より好ま
しくは原子％でＡｐ、５％以下、８１５％以下、Ｃｏ１
０％以下、他の元素は３％以下きするのがよい。

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
却用トラムの内壁に熔融合金をノズルを介して噴射する
ごとにより象、冷凝固させるもの（遠心危、冷性）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）４３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
て危冷擬固させるもの（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．Ｏｌ　μｍより小であると保磁力
ｉ　Ｈｃが低下し、一方０．５μ川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５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）、有機チタ不−１・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。

また磁石片を形成するためには、」二記磁性粉と結合材
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。

ｔ（お結合材料としては、ポリアミド樹脂（ナイロン）
、ポリコニチレン、エチレンーエチルアクリレ−１・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。

次に磁石片を成形するには、まず前記のＲ−ＦｅＢ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
１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５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線圧縮し、シュレノダー
を経て切断した混合拐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、結合利料としてエチレン−エヂルア
クリレ−１・共重合体を使用するときには、メルトイン
デンクス（以下Ｍ＋と記す）が１０（］〜２０００　ｇ
／　ｌ０ｍ１ｎ　　ｘチルアクリレ−１・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
ると流動性が低り、磁気特性が低下し、一方Ｍｌが大で
あると流動性が高ずぎるため、せん断力が作用しない結
果、磁性粉の均一な分１４りが困難となるため好ましく
ない。射出成形条件としては１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３〜５　ｍｍ角のコンパウンドとし、射出
温度２００°〜２５０’Ｃ，射出圧力８００〜１５００
　ｋｇ／ｃｎｌとするのがよい。

また磁石片の横断面輪郭の形状は、適用ずへきマグネッ
トロールに要求される性能、−Ｃ１法等により適宜乙こ
選定されるべきであり、凹字形に形成することは勿論、
正方形、矩形その他の幾何学的形状にずろことかできる
。

１作　用〕 上記の構成により、軸の両端部に支持部材を軸受を介し
て装着し２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
像作業を遂行し得るのである。この場合において、永久
磁石部４オを構成する磁石片の外方には複数のピークを
有する磁界強度分布か出現するように構成しであるから
、磁気フラジの静電荷像１１ｊ持休との接触幅を増大さ
せ得る。

〔実施例〕

第１図ないし第９図は夫々本発明の第１実施例ないし第
９実施例を示す要部側面回であり、同一部分は前記第１
２図と同一の参照符号にて示す。

第１Ｍに示−１第１実施例において、８は本体であり、
従来同様に例えば等方性の焼結フェライト磁石材料によ
り中空円筒状に形成すると共に、外周面に蝮数個の磁極
（図示せず）を設りる。次に８ａは溝であり、本体８に
設りた特定の磁極１例えばＮ極の位置に穿設する。９は
磁石片であり横断面輪郭を凹字形に形成し、四部９，３
を設り前記溝８ａ内に２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を形成するには１
まずＮｄ１２，５Ｆｅ７Ｊ＋＋、５Δ！２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、Ａ
ｒ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５周速３０ｍ／秒の条件で単ロール法により１幅５ｍ
ｍ、厚さ約３０　μ和の薄帯に形成する。次にこの薄帯
を真空炉中にて６５０’ｃｘｌｈｒの熱処理後、Ａｒガ
ス吹付りにより急冷後３０メツシュ以下に粉砕して磁性
粉を作製する。

ごの磁性粉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、磁石
片９とするものである。なお上記のように形成した永久
磁石部材を構成する本体８と１・１１（２との固着ＧＪ
、第１０図に示す従来のものと同様である。

第２Ｍに示す第２実施例においては、本体８に設のだ溝
８ａの側面部に、横断面輪郭を略台形状に形成した磁石
片９を３間隔を介して固着したものである。

第３図に示す第３実施例においては、本体８に間隔を介
して設番）た２個の溝８ａ内に磁石片９を埋設したもの
である。

第４図に示す第４実施例においては５本体８の特定磁極
Ｎ極上に、２個の磁石片９を間隔を介して固着したもの
である。

第５図に示す第５実施例においては２本体８の特定磁極
Ｎ極上に、横断面輪郭を凹字形に形成し。

凹部９ａを設げた磁石片９を固着したものである。

第６回ないし第８図に示すものＧＪ、何れも本体８を角
柱状に形成すると共に、外表面に例えばＮ極を設り、軸
２に固着した構成のものである。第６図に示す第６実施
例においては、角棒状に形成した磁石片９を本体８の外
表面の端縁部に間隔を介して固着する。第７図に示−づ
第７実施例においては５本体８の夕１方◇：：ｉ　ｉ、
＋部に設＆Ｊた溝８ａ内に角棒状に形成した何）石片９
を固着する。第８０に示す第８実施例においてし、ｌ、
本体Ｂの外表面に横断面輪郭を凹字形に形成し、凹部９
ｄを設りた磁石片９を固着する。

次に第９図に示す第９実施例においては２本体８のＮ極
」二に、横断面輪郭を薄型の凹字形に形成し、凹部９ａ
を設けた磁石）”＋−９を６１多気的若しくは接石剤を
介して固着し、被覆部ヰ３１０を設りたちのである。ず
なわら本体８および６（１石片９を各々着（ｆ３後１両
者を磁気的に吸名固着し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形成した被覆部ｉＡ’　ｉ
ｏを本体８および磁石片９の外周に被着して加熱すれば
、被覆部＋Ａ１０は第９図に示すように本体８およＯ・
磁石片９の外周に密着し４両汁の相対移動を防止づる。

上記のようにして構成した６’ｔ１石片９の磁気特性は
残留磁束密度Ｂ　ｒ　−３，９ｋｃ、保磁力ｉ　Ｉ−＋
　ｃ　＝９．２ｋＯｅであることを確認した。

次に外径１８ｍｍの等方性フエライｌ−磁石（日立金属
製ＹＢＭ−３）からなる円筒状の永久磁石部材を軸に接
着した後、４極の着磁を施してマグネットロール（Ａ）
を製作した。一方−）−記永久磁石部祠と同材質かつ同
寸法のものを第１図に示す本体８とし、前記同様の磁石
片９を固着してマグネットロール（Ｂ）を製作した。な
お磁石片９の外部寸法は第１０図に示す通り（単位ｍｍ
）である。

第１１１（ａ）（ｂ）は各々前記マグ不ツ）口Ｊｌ／（
Ａ）（Ｂ）の表面磁束分布（外径２０　ｍｍのスリーブ
上における測定値）を示す図である。第１１図（ａ）（
ｂ）から明らかなように、従来のマグネ・ットロール（
Ａ）は表面磁束密度のピーク値が１１２０　Ｇ　（第１
１図（ａ））であるのに対し９本発明のマグネットＬ１
−ル（Ｉ３）は表面磁束密度のピーク値が１２８０Ｇ（
第１１図（ｂ））に大幅に向上することを示しかつ同一
極性の２個のピーク値を有する。

なお」−記のように形成した永久磁石部材により第１２
図に示すようなマグネットロールを組み立てて現像作業
を行ったとごろ、従来のものより優れた性能を発揮し１
′、することを確認した。すなわち本体の特定の磁極１
例えばＳ極上にＲ−Ｆｅ−Ｂ系磁性粉からなる磁石片を
固着し、かつこの磁石片により外方に同一極性の２個の
ピークを有する磁界強度分布が出現するように構成され
るためごの磁界によって形成される磁気ブラシの静電荷
像担持体に対する接触幅を拡げることができ、現像効率
その他の性能が優れていることを確認した。

本実施例においては本体を円鋪状とし、かつそれを構成
するフェライト磁石材料が焼結磁石材料である例につい
て記述したが、上記本体が磁性粉と結合材料とを磁場中
で成形した異方性ホンｌ−磁石であってもよく、また本
体を異方性焼結フエライ目り２石からなるブロンク磁石
としてもよい。更に磁石片の成形手段とし−（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。なお上記の実施
例においては、１個の四部を設けた単体の磁石片により
、若しくは間隔を介して設けた２個の磁石片により、磁
石片の外方に２個のピークを有する磁界強変分痛か出現
するように構成した例について記述したが１例えば単体
の磁石片に２個以上の凹部を設け、若しくは３個以上の
磁石片を配設することにより、磁界強度分布に３個以上
のピークを伺与させ２幅の広い磁界強度分布を出現する
ように構成してもよい。更に本発明においては　本体を
箔硼後１着硼した磁石ｊ）を固着してもよいし２両者を
組立固着した後に着磁してもよい。

（発明の効果］ 本発明は以」二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）　　磁石片の外方に同一極性の複数のかつ高い値
のピークを有する磁界強度分布が出現するように構成し
たものであるため、磁気ブラシの静電荷像担持体との接
触幅を増大さセることができ。

現像効率を高め得ると共に１現像むらや、にしみの無い
高品質の画像を得ることができると共に、磁力のピーク
値が高いことから現像性を向上させることができる。

（２）磁石片の形成手段として押出成形若しくは射出成
形等の手段を選定できるため、従来のものにおけるよう
な磁極面の加工は実質的に不要であり、製作が容易であ
ると共に、高積度を確保できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第９図は夫々本発明の第１実施例ないし第
９実施例を示す要部側面図、第１０図は磁石片の寸法を
示す要部拡大側面図２第１１図（ａ）（ｂ）は各々従来
および本発明のマグ不ントロールの表面磁束密度分布を
示す図、第１２図は従来のマグネットロールの例を示す
要部横断面図である。 １：永久磁石部材、２・軸、３；スリープ８：本体、９
：磁石片。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）軸の外周に軸方向に延びる磁極を設けてなる永久
   磁石部材を固着し，円周方向に複数個の磁極が現れるよ
   うに形成したマグネットロールにおいて，永久磁石部材
   を，フェライト系磁石材料からなる本体と，本体の単一
   磁極部の一部に固着し，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共に，前記単一磁極部の外方に同
   一極性の複数のピークを有する磁界強度分布が出現する
   ように構成したことを特徴とするマグネットロール。
2. （２）磁石片の外表面に少なくとも１個の凹部を形成し
   た請求項（１）記載のマグネットロール。
3. （３）複数個の磁石片を円周方向に間隔を介して配設し
   た請求項（１）記載のマグネットロール。
4. （４）本体を中空円筒状に形成した請求項（１）ないし
   （３）何れかに記載のマグネットロール。
5. （５）本体を角柱状に形成した請求項（１）ないし（３
   ）何れかに記載のマグネットロール。
6. （６）磁石片を本体の外表面に固着した請求項（１）な
   いし（５）何れかに記載のマグネットロール。
7. （７）磁石片の少なくとも一部を本体内に埋設させた請
   求項（１）ないし（５）何れかに記載のマグネットロー
   ル。