JPH03151604A

JPH03151604A - マグネットロール及びその製造方法

Info

Publication number: JPH03151604A
Application number: JP1290507A
Authority: JP
Inventors: Toshiko Matsuo; 松尾　登志子; Koji Akioka; 宏治秋岡; Takeshi Ikuma; 健井熊
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1989-11-08
Filing date: 1989-11-08
Publication date: 1991-06-27

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、マグネットロール及びその製造方法に関する
。

［従来の技術］従来のマグネットロールは、磁気ブラシ現像装置（−成
分磁気ブラシ及び二成分磁気ブラシ）として公知のよう
に回転自在な非磁性の円筒状の現像剤搬送部材の内部に
複数の磁極に着磁された円筒状のマグネットロールを有
し、マグネットロールにより発生する磁場にしたがって
現像剤搬送部材上の現像剤を搬送するものであって、マ
グネットロールには焼結のフェライト磁石を用いていた
。

［発明が解決しようとする課題］３− しかし、前述の従来技術では、以下のような問題点を有
する。

すなわち、マグネットロール用磁石として、般に焼結の
フェライト磁石を使用していることにある。フェライト
磁石は希土類磁石に比べ、磁気性能が低いため、現像剤
搬送部材上で十分な表面磁束密度を得るためには磁石成
形体の肉厚を厚くしなければならない。しかし、マグネ
ットロールの形状等により、得られる表面磁束密度は限
られる。現像装置のカラー化や高解像度化をするために
は現像剤中の磁性材料の含有量を減らしたり、現像剤中
の磁性材料の粒径を小さくしたりする必要がある。しか
し、このときには現像剤の磁気性能が低下するためこれ
を補うにはマグネットロールの表面磁束密度をあげる必
要があり、これを行うためには磁気性能の低いフェライ
ト磁石では現状の表面磁束密度以上を得るのは困難であ
る。また上記に述べたように表面磁束密度を得るために
磁石成形体の肉厚を厚くしなければならないため、マグ
ネットロールを小型軽量化するのが困難であ４− り、さらに、磁極数を増すことが困難で、マグネットロ
ールを高速回転して現像剤□を現像して得られる画像に
マグネットロールの磁極ピッチによる現像漬度生じると
いう問題点を有する。さらに、フェライト磁石は温度特
性が悪いため、現像装置の現像濃度が温度変化にともな
って、変化してしまうという問題点を有するｔ　　　″
′□以上のことから、マグネットロールにフェライト磁
石の代わりに希土類樹脂結合型磁石を使用することにつ
いては多くの利点を有しているが、この希土類樹脂結合
型磁石についても以下のような問題点を有する。

一般に行われている粘土□類樹脂結合型磁石の成形方法
としては以下の三つが挙げられる。

（１）圧縮成形法（２）射出成形法（３）押出成形法このうち、　（２）の方法は（１）に比べ、磁石成形体
の形状自由度が高いが、この（２）の方法に□してもマ
グネットロール用磁石に必要な長尺の磁石を成形するこ
とが困難である。特に磁石の磁気性能を向上させるため
に磁性粉末を配向させた異方性の長尺磁石の成形に於い
ては（１）　　　（２）の成形方法では成形できないと
いう問題点を有する。また、　（３）は（１）（２）に
異なり、連続成形を行なうことが可能であり、長尺磁石
を成形するこ・・とが可能である。今までの機械粉砕粉
で作られた磁性粉末を用いていたがこの粉末は形状が球
形でないため、流動性が劣り、従って充填量を増加させ
ることが困難、高性能化が難しい。　　そこで、本発明
は上記のような問題点を解決するもので、その目的とす
るところは、現像剤中の磁性体の含有量の低下や、磁性
体の微粒化によるカラー化、′　高解像度化を可能とす
る高性能かつ生産性のよいマグネットロールを提供する
ところにある。

更に他の１的としては、本発明のマグネットロールを使
用することにより現像装置の使用環境下に於て、現像濃
度むらの低減化等により安定した現像装置を提供すると
ころにある。また更に他の目的としては小型゛軽量のマ
グネットロールを提供するところにある。

［課題を解決するための手段］本発明のマグネットロールは回転自在な非磁性の円筒状
の現像剤搬送部材の内部に複数の磁極に着磁された円筒
状のマグネットロールを有し、前記マグネットロールに
より発生する磁場にしたがって前記現像剤搬送部材上の
現像剤を搬送する現像装置のマグネットロールにおいて
、前記マグネットロールが希土類元素（以後、Ｒと表わ
す）と遷移金属を主体としガスアトマイズ法によって製
造された希土類磁性粉末と樹脂を押出成形し、かつ磁性
粉末の含有量が５０〜８０体積％である希土類樹脂結合
型磁石からなることを特徴とする。

また、前記希土類磁性アトマイズ粉末がＲと鉄を主体と
する遷移金属及びほう素からなり、平均粒径が１〜１０
０μｍの希土類磁性粉末であることを特徴とする。

また、前記希土類磁性アトマイズ粉末がＳｍとｃｏを主
体とし、平均粒径が１〜１００μｍの希土類磁性粉末で
あることを特徴とする。

［作用］本発明の上記の構成によれば、磁気性能の高い希土類樹
脂結合型磁石によりマグネットロールを形成することに
より、磁石成形体の肉厚が薄い、小型軽量のマグネット
ロールを構成することが可能となる。また、磁石の磁気
性能が向上したことにより、現像剤搬送部材表面での磁
束密度を上げることができ、これによって、現像剤中の
磁性体の含有量を減らしたり、磁性体の粒径を小さくす
ることによって、現像装置のカラー化や高解像度化を行
うことが可能となる。また、希土類磁石はフェライト磁
石に比べ、温度特性がよく、これによる温度変化にとも
なう現像濃度むらを低減させることが可能となる。この
時使用する希土類樹脂結合型磁石は、マグネットロール
として使用するには長尺磁石が必要となる。しかし、従
来の希土類樹脂結合型磁石の成形方法では上記の長尺磁
石を成形することは困難であり、これを解決する手段と
して、押出成形法で希土類樹脂結合型磁石を成形する必
要がある。押出成形法は従来の圧縮成形法や射出成形法
と異なり、連続成形であるために、成形された磁石の長
さに関しては任意に成形することが可能であり、また成
形時の成形コストも低減させることができる。また、押
出成形法は成形磁石の寸法精度もよく、はとんど磁石の
二次加工が不用であり、このことからも成形コストを低
減させることが可能である。

さらに、ガスアトマイズ法により作られた希土類磁石粉
末を使用することにより希土類磁石製造時の混線に際し
、磁性粉の分散性がよく、押出成形時の流動性がよく、
成形品の均質性にすぐれ、しかも充填量を増加させるこ
とができ、これによって高性能なマグネットロールを製
造することができる。　　このとき、希土類磁性アトマ
イズ粉末の平均粒径を１〜１００μｍとしたのは、１μ
ｍ以下にすると均一な混線ができないため成形体の機械
的強度が落ち、また充填量を増加させることが困難にな
るためである。１００μｍ以上にすると成形が困難にな
るためである。また、希土類磁石中の磁性粉末の含有量
を５０〜８０体積（ｖｏｌ）％としたのは５０ｖｏ１％
以下のときは希土類磁石粉末量が少なすぎるため成形さ
れた磁石の磁気性能が低くなり、高性能な希土類磁石粉
末を使用する意義が無くなるためである。上限を８０ｖ
ｏ１％としたのは従来の樹脂を使用した場合には樹脂に
流動性が必要なときには７０ｖｏ１％弱程度が限界であ
った。しかし、本発明の樹脂を使用することにより磁石
粉末と樹脂とのブレンド性が向上し、磁石の充填量を８
０ｖｏ１％まで増加させることができる。

［実施例］第１図は本発明のガスアトマイズによる希土類磁性粉末
の製造工程を示している。１はアトマイズチャンバ、２
は真空溶解炉、３は高周波誘導炉、４はタンデイツシュ
で底部にはアルミナ製の小孔を有する溶湯ノズルが設置
されている。

５は真空用バルブ、６は不活性ガスを噴出するためのバ
ルブ、７は粉末回収容器、８はエアー吸引可能なサイク
ロン、９は真空引き用バルブである。

前述した第１図の粉末製造工程に於て、重量％■− １０− でＮｄ１５％、Ｆｅ７７％、３８％からなる原料を真空
溶解炉２にて、高周波誘導炉３内に装入し、不活性ガス
雰囲気下で迅速溶解した後、あらかじめ外部より電気的
に加熱されたタンデイツシュ４に傾注する。そしてダン
デイツシュ４の底部に設置されている溶湯ノズルを３　
ｍｍφ〜７ＩＩＩＩＩｌφまで変化させ、かつ噴霧ガス
圧を１０〜１００ｋｇ／ａｎ２まで変化させ、アトマイ
ズチャンバ１内で霧化２より粉末１０を製造し、回収容
器７に回収した。

次いで、各アトマイズ条件で得られた粉末５０ｇを真空
加熱炉または不活性ガス雰囲気下の加熱炉にて、一定温
度で１時間熱処理を行なった。

第２図は本発明の現像装置のマグネットロールに使用さ
れた希土類樹脂結合型磁石の製造工程を示している。希
土類磁性アトマイズ粉末と樹脂と必要ならば添加剤を所
望の混合比に秤量した後にロールミル、押出機等の混合
機で混合し、コンパウンドを作成する。このコンパウン
ドを成形機に投入しやすい大きさに粉砕し、押出成形機
に投入する。ここで使用した押出機は一軸のスクリュー
１１〜式押出機だった。押出機中でコンパウンドは加熱され、
樹脂が溶融状態となり、この状態で押出機に接続された
金型に送り込まれる。金型中でコンパウンドは最終形状
に絞り込まれ、金型先端部で配向磁場が印加され、磁石
粉末が磁化容易軸に配向されるか、もしくは無配向のま
ま冷却され、金型から磁石成形体として押し出される。

この時必要とあらば、金型先端部にサイジング装置を設
置する。押し出された磁石は引き取られ、適当な長さに
切断される。切断された後、磁石粉末を配向した磁石は
脱磁し、キユアリングして磁石中の樹脂を硬化させ、そ
の後最終的な長さに切断して、マグロール用磁石を成形
した。但し、樹脂として熱可塑性樹脂を使用した場合に
はキユアリング工程は省略した。

以下、更に詳細な実施例を示す。

（実施例１）重量％で、Ｎｄ１５（％）、Ｆｅ７７（％）、Ｂ８（％
）からなる原料と５ｍＣｏ５（６６，２ｗｔ０％Ｃｏ）
からなる原料を真空溶解炉にて高岡１２− 波誘導炉内に装入し、Ａｒ雰囲気下で迅速溶解した後、
あらかじめ外部より電気的に加熱されたタンデイツシュ
に傾注し、ガスアトマイズ法により処理した磁性粉末を
用いて成形した結果とＮｄ系の急冷粉のインゴットを溶
解し、メルトスピニング法を用いてリボン状の粉末を作
り成形したものと、Ｓｍ−Ｇｏ金合金作り熱処理した後
、粉砕し成形した時の結果を第１表に示す。この時使用
した樹脂はナイロン樹脂で磁性粉末の含有量はそれぞれ
６０Ｖｏ１％、粘土の測定温度は２７０°Ｃであった。

第１表３− この表によっても明らかなように、機械的粉砕粉の方は
粒の形状が球でないため、流動性が悪いが、ガスアトマ
イズ法による希土類磁性粉末の方は粒の形状が球状であ
るため、流動性がよく、成形性１４− および、押出速度においても優れ、充填量が上がり高性
能化することが解る。

（実施例２）第１表にマグネットロールに使用する希土類樹脂結合型
磁石の成形の可否について示している。

ここで使用した樹脂は熱硬化性のエポキシ樹脂であり、
成形した磁石の形状は外径１８ｍｍ、　　内径１６ｍｍ
、長さ２１６ｍｍであった。マグネットロールに使用す
るような長尺磁石を成形する場合には従来の希土類樹脂
結合型磁石の製造方法では不可能であるかもしくは可能
であっても非常に困難で第２表あった。特に異方性の磁石の場合は全く成形することが
不可能であった。しかし、本発明の押出成形法では等方
性はもちろんのこと、異方性の磁石も成形することが可
能であった。

（実施例３）次に、実際にマグネットロールを製作したときの結果を
第２表に示す。ここで使用した磁石の形状は第３表１５− ３ｍ−Ｃｏ系、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石の場合には外径１
８ｍｍ、内径１６ｍｍ、長さ２１６ｍｍであった。Ｓｍ
−Ｃｏ系磁石はラジアル異方性であ一１トリ、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石は等方性磁石であった。

この時使用した樹脂はナイロン１２であった。表面磁束
は外径２０ｍｍの現像剤搬送部材表面で測定した。表か
ら明らかなようにフェライト磁石の代わりに希土類磁石
を使用することによって磁石の軽量薄肉化を行っても大
きな表面磁束をとることが可能であった。

（実施例４）次に、ガスアトマイズ法を用いて作った磁性粉の粒径、
それぞれ０．１μｍから３００μｍまでのものをもちい
て成形した。１μｍ以下になると流動性が悪くなり、樹
脂がバインドできなくなるため機械的強度かよりくなっ
た。しかし、１００μｍ以上になるとまた流動性が悪く
なった。

（実施例５）トナー中の磁性粉含有量と画像濃度及び背景部のカブリ
濃度との関係をマグネットロールに使用する磁石の種類
を変えて調べた。ここで使用した磁石は実施例としてＳ
ｍ−Ｃｏ系の異方性樹脂結合型磁石、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系
の等方性樹脂結合型磁石、及び比較例としてフェライト
の焼結磁石を使用した。希土類磁石の成形方法は共に押
出成形法で作成した。ここで使用した磁石の磁気性能は
Ｓｍ−Ｃｏ系異方性磁石（以下、磁石１と称す）、Ｎｄ
−Ｆｅ−Ｂ等方性磁石（以下、磁石２と称す）、フェラ
イト焼結磁石（以下、磁石３と称す）それぞれ（ＢＨ）
ｍａｘ、１２ＭＧＯｅ、９ＭＧＯｅ、４ＭＧＯｅであっ
た。まず、現像剤の磁性粉含有量とベタ画像の画像濃度
については現像バイアス電圧を調整して磁石１〜３全て
についてｏＤ値１．２以上の十分な値が得られが、比較
例である磁石３のマグネットロールを用いた時には現像
剤の磁性粉含有量が　３０ｗｔ％以下になると磁気ブラ
シの形成が困難になりこれ以上磁性粉含有量を低減化す
ることが困難であった。一方、磁石１及び２の磁石を使
用したマグネットロールを用いた場合には現像剤の磁性
粉含有量が３０ｗｔ％以下でも磁気ブラシを形成するこ
とが可能であり、磁石１の場合には現像剤の磁性粉含有
ｆｉ　１４　ｗ　ｔ％、磁石２の場合にも１６ｗｔ％ま
で含有量を低１７− １８− 減させることが可能であった。

に使用された希土類樹脂結合型磁石の製造工程図。

［発明の効果］以上に述べたように本発明によれば、マグネットロール
として、希土類磁石粉末と樹脂からなり、かつ磁性粉末
の含有量が５０〜８０体積％である希土類樹脂結合型磁
石であり、これを押出成形した磁石を用いることにより
、現像剤中の磁性体の含有量を減らしたり、磁性体の粒
径を小さくすることによって、現像装置のカラー化や高
解像度化を行うことが可能となる。

また、ガスアトマイズ法により作り出された希土類磁性
粉末は成形性が良いのでコストダウンにつながり、押出
成形時の流動性が良いため磁粉が増やせるのでよって高
性能なマグネットロールを作ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例におけるアトマイズ粉の製造工
程の図。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）回転自在な非磁性の円筒状の現像剤搬送部材の内
部に複数の磁極に着磁された円筒状のマグネットロール
を有し、前記マグネットロールにより発生する磁場にし
たがって前記現像剤搬送部材上の現像剤を搬送する現像
装置のマグネットロールにおいて、前記マグネットロー
ルが希土類元素（以後、Ｒと表わす）と遷移金属を主体
としガスアトマイズ法によって製造された希土類磁性粉
末と樹脂を押出成形し、かつ磁性粉末の含有量が３０〜
８０体積％である希土類樹脂結合型磁石からなることを
特徴とするマグネットロール。
（２）前記希土類磁性アトマイズ粉末がＲと鉄を主体と
する遷移金属及びほう素からなり、平均粒径が１〜１０
０μｍの希土類磁性粉末であることを特徴とする請求項
１記載のマグネットロール。
（３）前記希土類磁性アトマイズ粉末がＳｍとＣｏを主
体とし、平均粒径が１〜１００μｍの希土類磁性粉末で
あることを特徴とする請求項１記載のマグネットロール
。
（４）回転自在な非磁性の円筒状の現像剤搬送部材の内
部に複数の磁極に着磁された円筒状のマグネットロール
を有し、前記マグネットロールにより発生する磁場にし
たがって前記現像剤搬送部材上の現像剤を搬送する現像
装置において、前記マグネットロールが希土類元素（以
後、Ｒと表わす）と遷移金属を主体としガスアトマイズ
法によって製造された希土類磁性粉末と樹脂を押出成形
し、かつ磁性粉末の含有量が３０〜８０体積％である希
土類樹脂結合型磁石からなることを特徴とするマグネッ
トロールの製造方法。
（５）前記希土類磁性アトマイズ粉末がＲと鉄を主体と
する遷移金属及びほう素からなり、平均粒径が１〜１０
０μｍの希土類磁性粉末であることを特徴とする請求項
４記載のマグネットロールの製造方法。
（６）前記希土類磁性アトマイズ粉末がＳｍとＣｏを主
体とし、平均粒径が１〜１００μｍの希土類磁性粉末で
あることを特徴とする請求項５記載のマグネットロール
の製造方法。