JPH02226702A - 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において乾式現像を行うの
に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１像担持体に形成さ
れた電隼的潜像を乾式現像するための現像ロールとして
、非磁性材料からなるスリーブと。

スリーブの内部に設けられたマグネットロールとを有し
１両者を相、射的に回転し得るように構成したものが多
用されている。

通常のマグネットロールは、軸と、その周囲に固着され
た軸方向に伸長する複数個の磁極を有する永久磁石部材
とを有している。この永久磁石部材としては２例えば、
特公昭５５−６９０７号公報に記載されているように焼
結フェライト磁石からなる円筒状永久磁石が使用されて
いる。

このような焼結フェライト磁石を用いたマグネットロー
ルに対して、軽量化のためにフェライト粉末のような磁
性粉と樹脂やゴムなどの高分子材料とを主体とする混線
物を、磁場中で形成した円筒状ボンド磁石を用いたマグ
ネットロール（特開昭５７−１３０４０７号、同５７−
１６４７７１号公報等参照）も使用されている。

またボンド磁石を用いたマグネットロールの高磁力化を
図るために、互いに異なった横断面を有する複数個の磁
石ブロックを強磁性体軸の周面に接合配列して、少なく
とも一つの磁極が主磁極を構成するとともに、他の磁極
が補助極となるように磁気回路を構成したものも使用さ
れている（特開昭５８−１８２２１０号、実開昭５８−
１８４８１０号公報参照）、その−例を第３図に示す、
同図においてｌは永久磁石部材であり１図示矢印方向に
異方性化した磁石ブロック１３〜１ｅを軸２の周囲に配
列して形成される。

（発明が解決しようとする課題〕 しかし上述した磁石ブロック貼合わせタイプのマグネッ
トロールには次のような問題点が存在する。

まず、高い磁束密度を得るために、必然的に互いに磁気
的に反発するブロックを組合わせることとなり、しかも
、仕様を満足させる磁束波形を得るために、組合わされ
るブロックの横断面形状を特殊な形状とする必要がある
。したがって磁石ブロックの製造および組立てが複雑化
するのみならず、ｍ立て誤差が生じ易いので磁束波形が
所定の仕様からずれ易いという問題点がある。

また磁石ブロックをフェライト系ボンド磁石で形成する
場合、その高磁力化には限界があるという問題点も併存
する。

本発明は上記従来技術に存在する問題点を解決し、異形
横断面を有する複数の磁石ブロックを組合わせたマグネ
ットロールであって、しかも容易に高磁力化を達成でき
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。

横断面形状を一定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
ライト磁石材料と結合材料とからなり所定方向に異方性
化した複数個のブロックからなる本体と、本体の磁極の
一部に固着し。

かつ等方性のｎ−Ｆｅ−Ｂ系磁性粉と結合材＃１とから
なる材ｔ１によって形成した磁石片を形成する。

という技術的手段を採用した。

また本体を形成するブロックを任意の幾何学的形状の横
断面を有する柱状に形成することができる。

更に磁石片は少な（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ｎ−Ｆｅ−Ｂ基磁
性わ）の組成は、Ｒａ　ＦｅｂＢｃ　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Ａｉ、Ｓｉ、Ｃｏ、　Ｎｂ、　
Ｗ、　　Ｖ、Ｍｏ、Ｔａの１種若しくは２種以上、ａ＝
１０〜１５原子％、　　ｂ＝　１００−　（ａ＋（、＋
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
５一方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−１０原子％以下とするのが好ま
しく、より好ましくは原子％でＡｆｆｉ５％以下、Ｓｉ
５％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−Ｆａ−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℃以下、好ましくは
５５０°〜７５０℃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、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）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．Ｏ１〜０．５μｍ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１．０〜１０００μｍとするの
が、磁気特性、成形性、生産性等の点で好ましい、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
によって被覆してもよい。

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、ポリエチレン、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Ｒ−Ｆｅ
−Ｂ基磁性粉と結合材料とを加熱混練した後、無磁場中
の押出成形、射出成形若しくは圧縮成形により１等方性
のボンド磁石として成形することができる。押出成形に
よる場合には・、原材料を２００°〜３００℃で混練し
た後１押出成形機のホッパーに投入し、混練スクリエー
により混練圧縮し、シュレッダ−を経て切断された混合
材料は真空室において磁気する。そして１３０°〜２２
０℃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された金型から押出される。押
出成形された成形体は、カッター等により所定の長さに
切断される。

また上記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
、Ｍｌが１００〜２０００ｇ／１０ｍ１ｎ、　　エチル
アクリレート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。

混線時に樹脂中の磁性粉濃度を高めるのが困難であり、
磁気特性が低下するため不都合である。−方Ｍｌが大で
あると流動性が高くなり、せん断力が作用しない結果、
押出成形時における成形体の密度が上りにりく１作業性
が低下するため好ましくない、射出成形条件としては２
例えば原材料をニーダにより１２０℃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−角のコン
パウンドとし、射出温度２００°〜２５０℃、射出圧力
８００〜１５００ｋｇ／ｃｍ”とするのがよい。

なお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寸法等により適宜に選定さ
れるべきであり、偏平四辺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することができる。

〔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％Ｍ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、
現像作業を遂行し得るのである。この場合において、永
久磁石部材を構成する本体の現像磁極部にＲ−Ｆ　ａ　
−Ｂ基磁性粉を含有するボンド磁石からなる磁石片を固
設しであるため、現像磁極の磁束密度を増大し、現像効
率を高める作用がある。

〔実施例〕

第１図は本発明の実施例を示す要部側面図であり、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３は本体であり、フェライト系ボンド磁石材料から
なる磁石ブロック１ａ−１６を軸２の外周に固着して形
成する。Ｎ、Ｓは磁極を表し、矢印は異方性化の方向を
示している。

次に４は磁石片であり０ＭＡ断面輪郭を略正方形に形成
し、本体３の現像磁極となるべき例えばＮ極部に例えば
エポキシ系の接着剤（図示せず）を介して固着する。な
お磁石片４の形成に際しては。

まずＮｄ１１．６Ｆ１３．ｑＢｉ、ｓ　Ａｊｚ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
。

八「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３０ｍ／秒の条件で単ロール法により１幅５
　ａｌｌ、厚さ約３０μｍ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
押出成形により磁石片４とするものである。

上記のようにして構成した本体３および磁石片４からな
る永久磁石部材の着磁後の磁気特性は。

残留磁束密度５．３ｋＧ、保持力１Ｈｃ＝１０．８にＯ
ｅであることを確認した。

この磁石片４を使用して第１図に示す永久磁石部材１を
製作した場合のＮ極上の磁束密度は１６５０Ｇであり、
ＶＡ磁石片を使用しない第３図に示す永久磁石部材ｌの
磁束密度１５００　Ｇよりも大幅に磁束密度が向上する
ことがわかった。ここで各磁石ブロックｌａ〜１ｅはＳ
ｒフェライト９０重量部とエチレン−エチルアクリレー
ト共重合体１０重量部との混練物を磁場中で押出成形す
ることにより形成され、磁石片４は輻５−−、厚さ１．
５−匍であり。

本体３の外径は１８．０ｍ−であった。

なお上記のように形成した永久磁石部材１により、マグ
ネットロールを組立てて現像作業を行ったところ、従来
のものより優れた性能を発揮し得ることを確認した。

また第１図において永久磁石部材１の現像磁極である磁
石ブロックＩＣ０Ｎ極上の磁束波形は図示鎖線で示す形
状となるが、磁石片４を若干ずらすことにより、第２図
のｍ線で示す磁束波形とすることもできる。

本実施例においては永久磁石部材を形成する本体が中空
円筒状である場合の例について記述したが、軸の外周に
任意の幾何学的形状の横断面を有する柱状の磁石ブロッ
クを固着した非円筒状のものでもよい、また磁石片の成
形手段として押出成形の例について記述したが、射出成
形若しくは圧縮成形によってもよい、なお磁石片を押出
成形する場合には、長尺に成形した後において、必要に
応じて所定長さ寸法に切断することによって磁石片を形
成してもよい、更に磁石片を本体に固着する場合には、
接着剤による手段のみならず、磁気的固着手段によるこ
とができる。

〔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。

＋１１　　異方性化した所謂ボンド磁石によって形成し
た本体の所定の磁橿部に、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系の磁性粉を含
有するボンド磁石からなる磁石片を固設したことにより
、磁石ブロックを？１１な形状としなくても高磁力を付
与する虫とができる。

これによりマグネットロールの製造が容易となる。

（２）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。

【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要部側
面図、第３図は従来のマグネ７）ロールの例を示す要部
側面図である。 ｌ：永久磁石部材、２：軸、３：本体、４ｋｉｎ石片。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）横断面形状を一定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
   ，フェライト磁石材料と結合材料とからなり所定方向に
   異方性化した複数個のブロックからなる本体と，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）本体を形成するブロックを任意の幾何学的形状の
   横断面を有する柱状に形成した請求項（１）記載のマグ
   ネットロール。
3. （３）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）若しくは（２）記載のマグネットロール。