JPH10254244A - マグネットローラ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来行われている脱磁工程及び着磁工程を省
略して製造工程を簡略化し得るマグネットローラを得
る。 【解決手段】 樹脂バインダーに磁性粉を分散してなる
複数個のマグネット片１，２をシャフト３の外周に配置
固定して、シャフト３の外周に樹脂マグネット層を形成
してなるマグネットローラにおいて、上記樹脂マグネッ
ト層が偶数個のマグネット片１，２により形成されてい
ると共に、隣合うマグネット片１，２同士が互いに異な
る表面磁極を有するものであることを特徴とするマグネ
ットローラを提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂バインダーに
磁性粉を分散してなる複数個のマグネット片をシャフト
の外周に配置固定してなるマグネットローラ、及びその
製造方法に関し、更に詳述すると、製造工程を簡略化し
て効率よく安価に製造することができるマグネットロー
ラ、及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、複写機、プリンタ等の電子写
真装置や静電記録装置などにおいて、感光ドラム等の潜
像保持体上の静電潜像を可視化する現像ローラとして、
回転するスリーブ内にボンド磁石により成形されたマグ
ネットローラを配設し、スリーブ表面に担持した磁性現
像剤（トナー）を該マグネットローラの磁力特性により
潜像保持体上に飛翔させる所謂ジャンピング現象によっ
て、潜像保持体表面にトナーを供給し、静電潜像を可視
化する現像方法が知られている。

【０００３】従来、上記マグネットローラは、主にナイ
ロンやポリプロピレン等の熱可塑性樹脂のバインダーに
フェライト等の磁性粉体を混合したペレット形状のボン
ド磁石組成物を、周囲に磁場を形成した金型を用いて射
出成形又は押出成形することによって、ローラ状に成形
すると共に、所望の磁力特性に着磁させることにより、
製造されている。

【０００４】しかしながら、最近の電子写真装置等の進
歩に伴い、マグネットローラに対してもより複雑な磁力
パターンが要求される傾向にあるが、従前のマグネット
ローラでは設計し得る磁力パターンに限界があり、この
要求に十分に応えることができない場合もある。

【０００５】そこで、従来、マグネットローラの磁力パ
ターンの自由度を高めるため、複数のマグネット片を上
記ボンド磁石で成形し、これらをシャフトの周囲に貼り
合わせることにより所望の磁力パターンを構成すること
が提案されており、また一部では既に実施されている。
通常、この方法によりマグネットローラを得る場合は、
各々のマグネット片をキャビティーの周囲に磁場を形成
した金型を用いて射出成形又は押し出し成形することに
より、マグネット片に含まれる磁性粉を磁場配向させ、
これを一旦脱磁してシャフトに貼り合わせた後、再び着
磁を施すことにより、所望の磁力パターンを与える方法
が採られる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来のマグネットローラは、これを製造する場合、上記の
ように、各マグネット片の成形→脱磁→各マグネ
ット片の貼り合わせ→着磁の工程が必要であるため、
製造に多くの工程が必要であるという欠点があり、この
点の改善が望まれる。

【０００７】この場合、各マグネット片の成形時に、金
型のキャビティー周囲に形成した磁場によって成形と同
時に着磁を行うことは可能であるが、上記脱磁工程及
び着磁工程を省略して、このように成形時に着磁を施
したマグネット片を直接シャフトに貼り合わせてマグネ
ットローラを構成すると、隣合うマグネット片の磁気が
互いに干渉して設計通りの磁力パターンを正確に再現す
ることができず、特に同極の磁力ピークが隣合うような
複雑な磁力パターンを得ようとした場合には、設計通り
の磁力パターンを得ることは困難である。

【０００８】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、複雑な磁力パターンが要求される場合でも少ない工
程数で確実に製造することができるマグネットローラ、
及びその製造方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本
発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結
果、樹脂バインダーに磁性粉を分散してなる複数個のマ
グネット片をシャフトの外周に配置固定して、シャフト
の外周に樹脂マグネット層を形成してなるマグネットロ
ーラを得る場合に、上記マグネット片の個数を偶数個と
すると共に、隣合うマグネット片同士が互いに異なる表
面磁極を有するものとなるように貼り合わせてマグネッ
トローラの樹脂マグネット層を構成することにより、各
マグネット片の成形時に成形と同時に着磁を行い、脱磁
操作及び着磁操作を行うことなく、成形した各マグネッ
ト片を直接シャフトの周囲に配置固定してマグネットロ
ーラを構成しても設計通りの磁力パターンを有するマグ
ネットローラを得ることができ、脱磁工程及び着磁工程
を省略して製造工程を簡略化し得ること、更にこの場
合、奇数個の磁力ピークを有する磁力パターンや、同極
の磁力ピークが隣合う磁力パターンであっても１個のマ
グネット片に同極の磁力ピークを２つ以上着磁しておく
ことにより、設計通りの磁力パターンを確実に再現し得
ることを見い出し、本発明を完成したものである。

【００１０】従って、本発明は、樹脂バインダーに磁性
粉を分散してなる複数個のマグネット片をシャフトの外
周に配置固定して、シャフトの外周に樹脂マグネット層
を形成してなるマグネットローラにおいて、上記樹脂マ
グネット層が偶数個のマグネット片により形成されてい
ると共に、隣合うマグネット片同士が互いに異なる表面
磁極を有するものであることを特徴とするマグネットロ
ーラを提供する。

【００１１】また、本発明は、このマグネットローラの
製造方法として、樹脂バインダーに磁性粉を分散してな
るボンド磁石組成物を、キャビティーの周囲に磁場を成
形した金型を用いて射出成形又は押し出し成形すること
により、偶数個のマグネット片を成形すると同時に該マ
グネット片に着磁を施し、得られた各マグネット片を直
接シャフトの外周に配置固定して樹脂マグネット層を形
成することにより、各マグネット片の成形後に脱磁操作
及び着磁操作を行うことなく、マグネットローラを製造
することを特徴とするマグネットローラの製造方法を提
供する。

【００１２】以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明のマグネットローラは、上述のように、偶数個の
マグネット片を隣合うマグネット片同士が互いに異なる
表面磁極を有するものとなるようにシャフトの外周に配
置して固定することにより、シャフトの外周に偶数個の
マグネット片からなる樹脂マグネット層を形成したもの
であり、これにより各マグネット片を成形する際に成形
と同時に着磁を施し、これをシャフトの外周に配置固定
して、脱磁操作及び着磁操作を行うことなく、直接マグ
ネットローラを構成することを可能にしたものである。

【００１３】ここで、上記各マグネット片は、いずれも
表面にＳ極かＮ極のいずれか一方の磁極のみを有するも
のとされ、１個のマグネット片にＳ極とＮ極の両方の表
面磁極を形成することはできない。そして、本発明はこ
のようなマグネット片を偶数個用意し、表面磁極がＳ極
に着磁されたマグネット片と表面磁極がＮ極に着磁され
たマグネット片とを交互に配置してシャフトの外周に固
定したものであり、例えば４個のマグネット片を用いて
本発明のマグネットローラを構成する場合には、図１
（Ａ）に示したように、表面の磁極がＳ極である２個の
マグネット片１と表面の磁極がＮ極である２個のマグネ
ット片２とをシャフト３の外周に交互に配置固定するも
のであり、この場合には、図１（Ｂ）に示したように、
Ｓ極の磁力ピーク２つとＮ極の磁力ピーク２つが交互に
現れる磁力パターンが得られるものである。

【００１４】この場合、図１では各マグネット片に形成
される磁力ピークが１つの場合を示したが、１個のマグ
ネット片に形成される磁力ピークの数は、１つに限定さ
れるものではなく、同一の磁極であれば２つ以上の磁力
ピークを形成することができ、これにより、奇数個の磁
力ピークを有する磁力パターンや同一磁極の磁力ピーク
が隣合う磁力パターン（偶数個の磁力ピークを有する場
合を含む）であっても設計通りの磁力パターンを確実に
再現することができるものである。

【００１５】即ち、例えばＳ極の磁力ピーク２つとＮ極
の磁力ピーク３つとからなる５つの磁力ピークを有する
磁力パターンを得る場合には、図２（Ａ）に示したよう
に、１つのマグネット片２ａにＮ極の磁力ピークを２つ
形成することにより、４個のマグネット片を隣合うマグ
ネット片同士の表面磁極が互いに異なるように配置し
て、Ｓ極２つとＮ極３つの５つの磁力ピークを有する磁
力パターンを形成するものであり、この場合、得られる
磁力パターンは、図２（Ｂ）に示したように、Ｎ極の磁
力ピーク同士が隣合った部分を有する磁力パターンとな
る。なお、図２（Ａ）のマグネット片２ａのような同一
磁極（勿論、Ｓ極であってもよい）の磁力ピークを２つ
有するマグネット片を２個以上用いてもよく、更に１個
のマグネット片に３つ以上の磁力ピークを形成すること
も可能である。

【００１６】上記各マグネット片は、樹脂バインダーに
磁性粉を分散したものであり、この場合樹脂バインダー
としては、ナイロン６，ナイロン１２等のポリアミド樹
脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹
脂（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢ
Ｔ）、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、エ
チレン−酢酸ビニル共重合体樹脂（ＥＶＡ）、エチレン
−エチルアクリレート樹脂（ＥＥＡ）、エポキシ樹脂、
エチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂（ＥＶＯ
Ｈ）、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン，ポリエチレ
ン共重合体等のポリオレフィンや、これらポリオレフィ
ンの構造中に無水マレイン酸基，カルボキシル基，ヒド
ロキシル基，グリシジル基等の反応性をもつ官能基を導
入した変性ポリオレフィン等が挙げられ、これらの１種
又は２種以上を混合して用いることができる。なお、特
に制限されるものではないが、これらの中ではポリアミ
ド樹脂、ＥＥＡ、ＥＶＡが好ましく用いられる。

【００１７】また、上記磁性粉としては、従来からマグ
ネットローラに用いられる通常の磁性粉を用いることが
でき、具体的には、Ｓｒフェライト，Ｂａフェライト等
のフェライト粉末やＳｍ−Ｃｏ合金，Ｎｄ−Ｆ−Ｂ合
金，Ｃｅ−Ｃｏ合金等の希土類系合金粉末などを例示す
ることができる。

【００１８】この磁性粉の配合割合は、要求される磁力
の強さに応じて適宜選定されるもので、特に制限される
ものではないが、通常は、樹脂マグネット全体の５０〜
９５重量％程度（密度が２．５〜３．５ｇ／ｃｍ²程
度）とすることが好ましい。

【００１９】上記各マグネット片を形成する樹脂マグネ
ットには、上記バインダー成分及び磁性粉に加えて、必
要に応じマイカやウィスカ或いはタルク，炭素繊維，ガ
ラス繊維等の補強効果の大きな充填材を添加することが
できる。即ち、成形物に要求される磁力が比較的低く、
上記磁性粉の充填量が少ない場合には、成形物の剛性が
低くなりやすく、このような場合には剛性を補うために
マイカやウィスカ等の充填材を添加して成形品の補強を
行うことができる。この場合、本発明に好適に用いられ
る充填材としてはマイカ或いはウィスカが好ましく、ウ
ィスカとしては、炭化ケイ素，窒化ケイ素等からなる非
酸化物系ウィスカ、ＺｎＯ，ＭｇＯ，ＴｉＯ₂，Ｓｎ
Ｏ₂，Ａｌ₂Ｏ₃等からなる金属酸化物系ウィスカ、チタ
ン酸カリウム，ホウ酸アルミニウム，塩基性硫酸マグネ
シウム等からなる複酸化物系ウィスカなどが挙げられる
が、これらの中ではプラスチックとの複合化が容易な点
から複酸化物系ウィスカが特に好適に使用される。

【００２０】これら充填材を用いる際の配合割合は、特
に制限されるものではないが、通常は樹脂マグネット全
体の２〜３２重量％、特に５〜２０重量％程度とされ
る。なお、上記各マグネット片を形成する樹脂マグネッ
トには、本発明の目的を逸脱しない限り、上記充填材以
外の添加剤を添加して差し支えない。

【００２１】上記マグネット片は、上記バインダー、磁
性粉、及び必要に応じて配合される上記充填剤、その他
の添加剤を混合したボンド磁石組成物を成形することに
より得られるものであるが、この場合特に制限されるも
のではないが、通常の方法に従って上述の成分を混合
し、溶融混練し、ペレット状に成形して、ペレット状の
成形材料を得、これを射出成形又は押し出し成形に供す
ることにより各マグネット片を成形することが好まし
い。この場合、溶融混練には二軸混練押出機、ＫＣＫ混
練押出機等を用いて通常の方法、条件で溶融混練するこ
とができる。

【００２２】ここで、各マグネット片を成形する際の上
記射出成形及び押し出し成形は、通常の方法及び条件で
行うことができるが、本発明のマグネットローラにあっ
ては、これら形成の際に用いられるキャビティーの周囲
に磁場を形成し、目的とするマグネットローラの磁力パ
ターンに応じて、成形と同時に各マグネット片に着磁を
施すことが好ましい。これにより、得られたマグネット
片をシャフトに配置固定してシャフトの外周に樹脂マグ
ネット層を形成することで、直接所望の磁力パターンを
有するマグネットローラを得ることができ、従来行われ
ていた脱磁工程及び着磁工程を省略して、マグネットロ
ーラの製造工程を簡略化することができる。なお、金型
のキャビティーに磁場を形成して成形と同時に着磁を行
う方法は、適宜な磁場発生装置を金型の周囲に配置して
成形を行う公知の方法を採用することができる。

【００２３】本発明のマグネットローラは、上記マグネ
ット片を隣合うマグネット片同士が異なる表面磁極を有
するようにシャフトの外周に配置固定したものである。
この場合、上記シャフトとしては、金属製の中実又は中
空シャフトや各種樹脂製のシャフトなど、通常のシャフ
トを用いることができ、この場合シャフトの両端部を多
角形に形成することもできる。また、各マグネット片
は、シアノアクリレート系の瞬間接着剤などの公知の接
着剤を用いて上記シャフトの外周に接着固定することが
できる。

【００２４】本発明のマグネットローラは、複写機、プ
リンタ等の電子写真装置や静電記録装置などの現像機構
部に用いられるマグネットローラとして好適に使用さ
れ、特にトナーを表面に担持して回転する現像スリーブ
の内側に配置されるマグネットローラとして好適に使用
されるものであるが、用途はこれに限定されるものでは
なく、例えば感光ドラム等の表面から残留するトナーを
除去するためのクリーニングローラなどとしても好適に
使用することができる。なお、クリーニングローラは、
感光ドラム等の潜像保持体に残留するトナーをクリーニ
ングブレードで掻き落とした後、磁力によりこれを回収
するためのものであり、回収に好適な場所にマグネット
ローラを配置し、磁力によってトナーをマグネットロー
ラに吸着させ、所定の位置でブレードによりこのトナー
をマグネットローラから剥し、所定の回収部にトナーを
回収するものである。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のマグネッ
トローラ及びその製造方法によれば、各マグネット片を
成形する際に成形と同時に着磁を行い、これをシャフト
の外周に配置固定して、従来行われていた脱磁工程及び
着磁工程を行うことなく、設計通りの磁力パターン再現
することができるものであり、製造工程を簡略化して効
率よく安価にマグネットローラを製造し得るものであ
る。

【００２６】

【実施例】以下、実施例を示し、本発明をより具体的に
説明するが、本発明は下記実施例に制限されるものでは
ない。 ［実施例１］下記組成のボンド磁石組成物を、キャビテ
ィーの周囲に磁場を形成した金型を用いて下記条件で射
出成形することにより、下記形状及びサイズを有する、
表面磁極がＳ極であるマグネット片と表面磁極がＮ極で
あるマグネット片とをそれぞれ２個ずつ成形した。これ
らを、隣合うマグネット片同士が異なる表面磁極となる
ように金属製シャフトの外周に貼り合わせて、シャフト
の外周に樹脂マグネット層を形成し、各マグネット片成
形後の脱磁及び着磁を行うことなく、図１（Ａ）に示し
たマグネットローラを得た。

【００２７】ボンド磁石組成物（ペレット状） バインダー：エチレン−エチルアクリレート（ＥＥＡ） １０重量％ 磁性粉：Ｓｒフェライト ９０重量％４つのマグネット片の形状及びサイズ 形状：中心角９０゜の断面扇状 扇形状の外側円弧の直径：１６ｍｍ 扇形状の内側円弧の直径：６ｍｍ 長さ：３１０ｍｍ射出成形条件 シリンダー温度：２９０〜３００℃ 金型温度：１１０〜１２０℃ 射出圧力：７００［ｋｇ／ｃｍ²］

【００２８】得られたマグネットローラの表面近傍にプ
ローブを配置して、ガウスメータによりマグネットロー
ラを回転させながら表面磁力を測定し、磁力パターンを
調べたところ、図１（Ｂ）に示した磁力パターンが得ら
れていることが確認され、設計通りの磁力パターンが再
現されていた。

【００２９】［実施例２］下記３種類のマグネット片を
成形し、これらを図２（Ａ）に示した配置でシャフトの
外周に貼り合わせたこと以外は、実施例１と同様にして
マグネットローラを作製した。第１のマグネット片（図２（Ａ）中の参照符号１） マグネット片の個数：２個 形状：中心角６０゜の断面扇状 表面磁極：Ｓ極 磁力ピークの数：１つ 扇形状の外側円弧の直径：１６ｍｍ 扇形状の内側円弧の直径：６ｍｍ 長さ：３１０ｍｍ第２のマグネット片（図２（Ａ）中の参照符号２） マグネット片の個数：１個 形状：中心角６０゜の断面扇状 表面磁極：Ｎ極 磁力ピークの数：１つ 扇形状の外側円弧の直径：１６ｍｍ 扇形状の内側円弧の直径：６ｍｍ 長さ：３１０ｍｍ第３のマグネット片（図２（Ａ）中の参照符号２ａ） マグネット片の個数：１個 形状：中心角１８０゜の断面扇状 表面磁極：Ｎ極 磁力ピークの数：２つ 扇形状の外側円弧の直径：１６ｍｍ 扇形状の内側円弧の直径：６ｍｍ 長さ：３１０ｍｍ

【００３０】得られたマグネットローラの磁力パターン
を実施例１と同様にして調べたところ、図２（Ｂ）に示
した磁力パターンが得られていることが確認され、設計
通りの磁力パターンが再現されていた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明マグネットローラの一例を示すもので、
（Ａ）は概略断面図、（Ｂ）は表面の磁力パターンを示
すグラフである。

【図２】本発明マグネットローラの他の例を示すもの
で、（Ａ）は概略断面図、（Ｂ）は表面の磁力パターン
を示すグラフである。

【符号の説明】

１ マグネット片 ２ マグネット片 ２ａ マグネット片（２つの磁力ピークを有するもの） ３ シャフト

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 樹脂バインダーに磁性粉を分散してなる
   複数個のマグネット片をシャフトの外周に配置固定し
   て、シャフトの外周に樹脂マグネット層を形成してなる
   マグネットローラにおいて、上記樹脂マグネット層が偶
   数個のマグネット片により形成されていると共に、隣合
   うマグネット片同士が互いに異なる表面磁極を有するも
   のであることを特徴とするマグネットローラ。
2. 【請求項２】 少なくとも１つのマグネット片が、同磁
   極の磁力ピークを２個以上を有するものである請求項１
   記載のマグネットローラ。
3. 【請求項３】 樹脂マグネット層が奇数個の磁力ピーク
   を有するものである請求項２記載のマグネットローラ。
4. 【請求項４】 樹脂バインダーに磁性粉を分散してなる
   ボンド磁石組成物を、キャビティーの周囲に磁場を成形
   した金型を用いて射出成形又は押し出し成形することに
   より、偶数個のマグネット片を成形すると同時に該マグ
   ネット片に着磁を施し、得られた各マグネット片を直接
   シャフトの外周に配置固定して樹脂マグネット層を形成
   することにより、各マグネット片の成形後に脱磁操作及
   び着磁操作を行うことなく、マグネットローラを製造す
   ることを特徴とするマグネットローラの製造方法。