JPH1041128A - マグネットローラ及びその製造方法 - Google Patents

マグネットローラ及びその製造方法

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JPH1041128A
JPH1041128A JP20918496A JP20918496A JPH1041128A JP H1041128 A JPH1041128 A JP H1041128A JP 20918496 A JP20918496 A JP 20918496A JP 20918496 A JP20918496 A JP 20918496A JP H1041128 A JPH1041128 A JP H1041128A
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roller
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magnetic
resin
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Kotaro Takebe
浩太郎 武部
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Bridgestone Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 低コストで製造し得、かつ簡単に高磁力化す
ることが可能なマグネットローラを得る。 【解決手段】 バインダーに磁性粉を混合分散してなる
ボンド磁石組成物をローラ状に成形してなるマグネット
ローラにおいて、上記磁性粉として希土類系合金を用い
た。この場合、希土類系合金としては等方性のものが好
ましく、また着磁は成形後に行うことが生産コストの点
から好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、優れた磁気特性を
有するマグネットローラ、及び該マグネットローラを生
産性よく製造することができるマグネットローラの製造
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
出成形又は押し出し成形することによって、ローラ状に
成形すると共に、所望の磁気特性に着磁させることによ
り、製造されている。なおこの場合、通常ローラ両端部
には該ローラを支持するシャフトが設けられ、このシャ
フトとしてはローラを軸方向に貫通するシャフトを設け
たり、両端部にそれぞれシャフトを配設する他、両端部
又は片端部のシャフトをローラ本体と一体的にボンド磁
石組成物で成形することも行われている。また、異なる
磁極を着磁させた複数の部材をボンド磁石組成物で成形
し、これらをシャフトの周囲に貼り合わせることによっ
て所望の磁気特性を有したマグネットローラを形成する
ことも提案されてる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ボンド磁石組成物で形成されたマグネットローラには、
以下の欠点がある。 従来用いられているフェライト等の磁性粉は異方性で
あるため、成形後に着磁を行うと得られる磁気特性が不
安定になり易く、このためペレット状のボンド磁石組成
物を射出して成形する場合に、成形と同時に所望の磁気
特性に着磁させるための磁場をキャビティーの周囲に形
成した高価な金型が必要となり、これが製造コストを引
き上げる原因となっている。 最近では、強い磁力を有するマグネットローラが必要
とされるようになってきており、磁力を更に高めること
が望まれているが、フェライト等の従来から用いられて
いる磁性粉では、ボンド磁石組成物中に添加できる配合
量に限界があり、容易に高磁力化することができない
(具体的には、残留磁束密度(Br):2000〜30
00G、最大エネルギー積(BHmax):1〜2.5
MGOe程度の磁力しか付与することができない)とい
う欠点がある。
【0005】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、低コストで製造することができ、かつ簡単に高磁力
化することが可能なマグネットローラ、及びその製造方
法を提供することを目的とする。
【0006】
【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、ボンド磁石組成物中に配合される磁性粉として、希
土類系合金を用いることにより、着磁により得られる磁
力を大幅に向上させることができ、しかも希土類系合金
は容易に等方性とすることができ、このため成形後に着
磁することによって良好な磁気特性を確実に付与するこ
とができるので、キャビティー周囲に磁場を形成した高
価な金型を要することなく、良好な磁気特性を有するマ
グネットローラを安価に製造し得ることを見出し、本発
明を完成したものである。
【0007】従って、本発明は、バインダーに磁性粉を
混合分散してなるボンド磁石組成物をローラ状に成形し
てなるマグネットローラにおいて、上記磁性粉として希
土類系合金を用いたことを特徴とするマグネットローラ
を提供する。
【0008】また、本発明は、このマグネットローラの
製造方法として、バインダーに希土類系合金の磁性粉を
混合したボンド磁石組成物を用いてローラを成形した
後、該ローラを所望の磁気特性に着磁することを特徴と
するマグネットローラの製造方法を提供するものであ
る。
【0009】以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明のボンド磁石組成物は、上述のように、磁性粉と
して希土類系合金を用いたボンド磁石組成物で成形され
たものであり、また、本発明のマグネットローラの製造
方法は、該ボンド磁石組成物を用いてローラを成形した
後、このローラを所望の磁気特性に着磁するものであ
る。
【0010】ここで、上記ボンド磁石組成物を構成する
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(PBT)、ポリフェニレンサルファイド樹脂(P
PS)、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂(EV
A)、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(EVOH)、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
ではナイロン6、ナイロン12、エポキシ樹脂が好まし
く用いられる。
【0011】次に、本発明で上記磁性粉として用いられ
る上記希土類系合金とは、希土類金属同士の合金或いは
希土類金属と他の金属との合金であり、着磁可能なもの
である。この場合、希土類金属としては、周期律表第3
族(3A族)の金属及びランタノイドであり、具体的に
は、Sm、Nd、Ce等が好適に用いられ、中でもS
m、Ndが特に好ましく用いられる。また、これら希土
類金属と合金化される他の金属としては、Co、Fe、
B等が挙げられ、これらの1種又は2種以上を上記希土
類金属と合金化することができる。
【0012】このような、希土類系合金として具体的に
は、Sm−Co合金、Nd−Fe−B合金、Ce−Co
合金などが挙げられ、特に限定されるものではないが、
特にSm−Co合金、Nd−Fe−B合金が好ましく用
いられる。なお、これら希土類系合金には、小量の不純
物や上記以外の金属が含まれていてもよく、また合金中
の希土類金属の含有割合は、特に制限されるものではな
いが、50〜98%、特に80〜98%であることが好
ましい。
【0013】この希土類系合金の配合量は、要求される
磁力の強さに応じて適宜選定されるもので、特に限定さ
れるものではないが、通常はボンド磁石組成物全体の6
0〜90重量%程度(密度が4.5〜5.5g/cm2
程度)とすることが好ましい。
【0014】上記希土類系合金を磁性粉として配合し
た、本発明マグネットローラを形成するボンド磁石組成
物は、磁性粉としてフェライトを用いた従来のボンド磁
石組成物よりも高い磁力を得ることができ、具体的に
は、配合にもよるが、 ・残留磁束密度(Br):5000〜6000G ・保持力(BHR):4000〜5000 Oe (IHC):8000〜10000 Oe ・最大エネルギー密度(BHmax):5〜8 MGOe 程度の高い磁力を得ることができる。
【0015】上記ボンド磁石組成物には、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、Zn
O,MgO,TiO2,SnO2,Al23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。
【0016】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、通常はボンド磁石組成物
全体の2〜32重量%、特に5〜20重量%程度とされ
る。なお、本発明マグネットローラを形成する上記ボン
ド磁石組成物には、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も差し支えない。
【0017】本発明のマグネットローラは、上記ボンド
磁石組成物を用いて成形されたものであるが、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本発明のマグネットロー
ラを成形することが好ましい。この場合、溶融混練は二
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。また、上記射出
成形及び押し出し成形についても通常の方法及び条件で
行うことができる。
【0018】また、本発明のマグネットローラは、上記
ボンド磁石組成物を用いてローラ状に成形したものであ
り、この場合通常は上記ボンド磁石組成物からなるロー
ラ本体にシャフト部が設けられる。この場合、シャフト
部は、図1(A)に示したように、上記ボンド磁石組成
物で成形したローラ状マグネット本体部1を軸方向に沿
って貫通する金属性のシャフト2aとしてもよく、また
図1(B)に示したように、金属性のシャフト2b,2
bをマグネット本体部1を貫通させることなく、該マグ
ネット本体部1の両端からそれぞれ軸方向に沿って突出
した状態に埋設してもよく、更には図1(C)に示した
ように、マグネット本体部1の両端又は片端(図では両
端)のシャフト2cを上記ボンド磁石組成物でマグネッ
ト本体部1と一体的に成形してもよい。また更に、図
2,図3に示したように、予め異なる磁極を着磁させた
複数の部材1a,1b,1c,1dをボンド磁石組成物
で成形し、これらをシャフト2aの周囲に貼り合わせる
ことによって所望の磁気特性を有したマグネットローラ
を形成することもでき、また図3のように一の部材1b
に一体にシャフト2c,2cを形成しておき、これを他
の部材1aと貼り合わせてマグネットローラを形成する
こともできる。なお、マグネットローラを軽量化するた
め、その内部を中空とすることもでき、この場合には、
上記図2,図3のように、予め所望の磁気特性を着磁し
た、ローラの軸方向に沿った少なくとも2分割以上の部
材を組み立ててマグネッドローラを作成することが好ま
しい。
【0019】本発明のマグネットローラは、上記ボンド
磁石組成物を用いて通常の方法で成形することができ、
具体的にはペレット状に成形された上記ボンド磁石組成
物から射出成形又は押し出し成形により少なくとも上記
マグネット本体部1(図1参照)又はマグネット本体部
1を構成する各分割部材1a〜1d(図2,図3参照)
を成形し、得られたマグネット本体部1又は各分割部材
1a〜1dを所望の磁気特性に着磁することにより、本
発明のマグネットローラを得ることができる。なお、マ
グネット本体部1を複数の分割部材1a〜1dで形成す
る場合には、これらをシアノアクリレート系等の接着剤
を用いて貼り合わせることにより、ローラ状に成形する
ことができる。
【0020】ここで、成形した上記マグネット本体部1
や上記各分割部材1a〜1dを着磁する方法は、成形金
型の所望の位置に永久磁石を配置して磁場を形成し、上
記射出成形時又は押し出し成形時に、マグネット本体部
1や各分割部材1a〜1dを所望の磁気特性に着磁する
方法によることもできるが、本発明のマグネットローラ
では、ボンド磁石組成物に磁性粉として配合された希土
類系合金が、容易に等方性とすることができるものであ
るから、これを等方性とすることにより成形後にマグネ
ット本体部1や各分割部材1a〜1dを所望の磁気特性
に良好に着磁することもでき、このように成形後に着磁
する方法が、キャビティーの周囲に磁場を形成した高価
な金型を必要とせず、比較的安価にマグネットローラを
製造することができることから、好ましく採用される。
なお、成形後に着磁する方法としては、例えば図4に示
したように、マグネット本体部1の周囲に、コンデンサ
ー式の着磁器3,3(ここでは2極着磁の場合を示し
た)を配置して着磁を施すことができる。
【0021】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ロー
ラやクリーニングローラを構成す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。なお、上記クリーニ
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。
【0022】
【発明の効果】本発明のマグネットローラによれば、低
コストに製造することができ、かつ簡単に高磁力化する
ことができる。また、本発明のマグネットローラの製造
方法によれば、磁気特性に優れた本発明のマグネットロ
ーラを低コストで生産性よく製造することができる。
【0023】
【実施例】以下、実施例,比較例を示し、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]下記のサイズを有するローラを、下記の材料
を用いて下記条件により射出成形し、これを下記磁力パ
ターンに着磁してマグネットローラを得た。
【0024】サイズ 直径:16mm 長さ:330mm 形状:図1(C)成形材料(ボンド磁石組成物) 下記バインダー及び磁性粉を混合し、溶融混練し、径3
mm,長さ5mmのペレット状に成形したものを成形材
料とした。 バインダー:ナイロン12 85重要部 磁性粉:等方性Nd−Fe−B合金 15重量部射出成形条件 シリンダー温度:280℃ 金型温度:100℃ 射出圧力:700kg/cm2 着磁パターン S極1,N極1の2極着磁方法及び条件 着磁装置として着磁ヨークを用い、図4に示されたよう
にして、下記条件で着磁を行った。 着磁電源:オイルコンデンサー式着磁器 着磁電圧:2500V 着磁電流(最大):40000A 充電容量:1400μF製造方法 前記ボンド磁石組成物(ペレット状の成形材料)を周囲
に磁場を形成していない通常の金型に上記射出条件によ
り射出してローラを成形した後、このローラを上記着磁
方法により上記条件で上記着磁パターンに着磁し、マグ
ネットローラを得た。
【0025】図5に示したように、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、磁力特性を調べた。結果を図6のグラフに示す
(実線)。
【0026】[比較例]成形材料(ボンド磁石組成物)
中の磁性粉として、希土類系合金(等方性Nd−Fe−
B合金)に代えてSrフェライトを用いた以外は、上記
実施例と同様にしてマグネットローラを製造し、同様に
磁力特性を調べた。結果を図6のグラフに示す(破
線)。
【0027】図6に示した結果から明らかなように、最
大となる表面磁力(角度約240゜)を比較すると、実
施例のローラが約1800Gであるのに対して比較例で
は約1200Gの磁力しかなく、本発明のマグネットロ
ーラによれば強い磁力が得れることが確認された。
【0028】また、図6の磁力パターンのすその部分
(角度0〜100゜及び300〜360゜に着目する
と、比較例ではうねりのような400〜800G程度の
目的としない磁力パターンが着磁されており、所望の磁
力特性が得られていないのに対して、実施例ではほぼ磁
力が0になっており、所望の着磁パターンが確実に得ら
れている。従って、本発明のマグネットローラは成形後
に着磁を行っても良好かつ確実に所望の磁気特性が得ら
れることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【図1】それぞれ本発明マグネットローラの例を示す断
面図である。
【図2】本発明マグネットローラの他の例を示すもの
で、(A)は縦断面図、(B)は横断面図である。
【図3】本発明マグネットローラの更に他の例を示すも
ので、(A)は縦断面図、(B)は横断面図である。
【図4】着磁方法の一例を説明する概略図である。
【図5】実施例,比較例において行った磁気特性の測定
方法を示す概略図である。
【図6】実施例及び比較例の各マグネットローラの磁気
特性を示すグラフである。
【符号の説明】
1 マグネット本体部 1a〜1d マグネット本体を構成する分割部材 2a〜2c シャフト 3 着磁器

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 バインダーに磁性粉を混合分散してなる
    ボンド磁石組成物をローラ状に成形してなるマグネット
    ローラにおいて、上記磁性粉として希土類系合金を用い
    たことを特徴とするマグネットローラ。
  2. 【請求項2】 上記希土類系合金が等方性を有するもの
    である請求項1記載のマグネットローラ。
  3. 【請求項3】 上記希土類系合金が、Sm、Nd、及び
    Ceから選ばれる希土類金属と他の金属との合金である
    請求項1又は2に記載のマグネットローラ。
  4. 【請求項4】 上記バインダーが、ポリアミド樹脂、ポ
    リプロピレン樹脂、エポキシ樹脂、エチレン−酢酸ビニ
    ル共重合体樹脂、及びエチレン−エチルアクリレート共
    重合体樹脂よりなる群から選ばれる1種又は2種以上を
    混合した熱可塑性樹脂である請求項1〜3のいずれか1
    項に記載のマグネットローラ。
  5. 【請求項5】 バインダーに希土類系合金の磁性粉を混
    合したボンド磁石組成物を用いてローラを成形した後、
    該ローラを所望の磁気特性に着磁することを特徴とする
    マグネットローラの製造方法。
  6. 【請求項6】 上記希土類系合金が等方性を有するもの
    である請求項5記載のマグネットローラの製造方法。
  7. 【請求項7】 上記希土類系合金が、Sm、Nd、及び
    Ceから選ばれる希土類金属と他の金属との合金である
    請求項5又は6記載のマグネットローラの製造方法。
  8. 【請求項8】 上記バインダーが、ポリアミド樹脂、ポ
    リプロピレン樹脂、エポキシ樹脂、エチレン−酢酸ビニ
    ル共重合体樹脂、及びエチレン−エチルアクリレート共
    重合体樹脂よりなる群から選ばれる1種又は2種以上を
    混合した熱可塑性樹脂である請求項5〜7のいずれか1
    項に記載のマグネットローラの製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001052278A1 (en) * 2000-01-06 2001-07-19 Kaneka Corporation Magnet roller
US6703915B1 (en) * 2000-09-01 2004-03-09 Kaneka Corporation Magnet roller

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