JPH02220416A - マグネットロール - Google Patents

マグネットロール

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JPH02220416A
JPH02220416A JP4206489A JP4206489A JPH02220416A JP H02220416 A JPH02220416 A JP H02220416A JP 4206489 A JP4206489 A JP 4206489A JP 4206489 A JP4206489 A JP 4206489A JP H02220416 A JPH02220416 A JP H02220416A
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permanent magnet
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isotropic
powder
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Keitaro Yamashita
恵太郎 山下
Mikio Yamamoto
幹夫 山本
Nobuyuki Matsukura
松倉 信行
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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等において現像ロール用若
しくはクリーニングロール用として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、現像ロール用若し
くは転写後のクリーニングロール用として使用するマグ
ネットロールは1例えば第5図に示すような構成のもの
が最も一般的である。第5図において、lは永久磁石部
材であり1例えばハードフェライトのような焼結粉末磁
石材料により若しくは強磁性粉末材料と結合材料との混
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を同軸的に固着する。永久磁石部材lの外周面には
軸方向に延びる磁極(図示せず)を複数個設けると共に
7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0次に軸2の両端部には支持部材3.4を軸受5を介
して回転自在に装着し支持部材3.4には中空円筒状に
形成したスリーブ6を嵌着する。なお支持部材3,4お
よびスリーブ6は1例えばアルミニウム合金若しくはス
テンレス鋼等の非磁性材料によって形成する。7はシー
ル部材であり、支持部材3と軸2との間に嵌着して密封
する。なお永久磁石部材1の外径は18〜60mm、長
さは200〜350mmに形成する場合が多い。
上記の構成により、永久磁石部材lとスリーブ6との間
に相対回転が存在するように駆動することにより2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6の
外周面に磁性を有する現像剤を吸着搬送して所謂磁気ブ
ラシ(図示せず)を形成し、所定の現像作業その他を遂
行するのである。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記従来のマグネットロールにおいて、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
け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、軽量化の要求に対応で
きないという問題点がある。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。
異方性を付与しないと所定の磁気特性を確保できないの
みならず、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、製作が煩雑であるという問題点が
ある。またマグネットロールによっては、特殊な磁束波
形を必要とするものがあり3例えば特定の磁極のみの磁
力を大にするもの、または円周の一部のみに磁極を設け
るもの等の要求に対しては対応ができず、永久磁石部材
l全体の肉厚を増大させなければならないという欠点も
ある。このような用途に対応するために1例えば等方性
フェライト磁石の一部に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。また例えば軸方向の長さ寸法
が400+wm以上のような長尺品を製作する場合には
、一体重で形成することは従来以上の大型の製造設備を
新設する必要があり、また品質およびコスト両面におい
て要求を満足させることができにくいという問題点があ
る。
本発明は上記従来技術に存在する問題点を解決し、軽量
かつ高磁力を有すると共に1着磁波形の制御が容易であ
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1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
りL/D≧5(但し。
L、Dは各々永久磁石部材の軸方向長さ、および部分的
突起を除く外形寸法)なる非円筒状の柱体に形成する。
という技術的手段を採用した。
本発明において、永久磁石部材の横断面形状を円環の一
部を切欠いた形状、または磁極形成部分の一部若しくは
全部に部分的突起を設けてもよい。
次に本発明において、永久磁石部材を形成するR−Fe
−B系磁性粉の組成は、Ra Fe4 BeMd  (
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2MはA1. Sl、 Co
、 Nb、 W、 V、 Mo、 Taの1種若しくは
2種以上、a−tO〜15原子%。
b=loO(a+(+d)原子%、C−4〜8原子%、
d−10原子九以下)とするのが好ましい。
この場合aがlO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、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
−IO原子%以下とするのが好ましく、より好ましくは
原子%でA15%以下、Si5%以下、C。
10%以下、他の元素は3%以下とするのがよい。
次に上記R−F6−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8oo℃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mm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)9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0.01〜0.5μm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1−1000μmとするのが、
磁気特性、成形性、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(シランカフブリング荊)、有機チタネート化合
物(チタンカップリング削)等の有機化合物で被覆して
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、itt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9
4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系磁性粉と結合材料とを加熱混練(必要に応じて滑
剤0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@〜30
0℃で混練した後1例えば2軸混練型押出成形機のホッ
パーに投入し、混線スクリューにより混線圧縮し。
シュレッダ−を経て切断した混合材料を真空室において
脱気する。そして2000〜300℃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0次に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、メルトインデックス(以下Mlと記す)
が100〜2000g/10+*in 。
エチルアクリレート含有量が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(、磁
気特性が低下し、一方Mlが大であると流動性が高すぎ
るため、せん断力が作用しない結果、磁性粉の均一な分
散が困難となるため好ましくない、射出成形条件として
は9例えば原料をニーダにより120℃で1時間加熱混
練し、冷却固化後ペレタイザーにより3〜5−1角のコ
ンパウンドとし、射出温度200@〜250℃、射出圧
力800〜1500 kg/c+s”とするのがよい。
本発明における永久磁石部材はL/D≧5に形成するが
、L/Dが5未満のものでは軽量化および高性能化の要
求に応えられないため不都合であ〔作用〕 上記の構成により、前記第5図に示すように軸の両端部
に支持部材を軸受を介して装着し、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、現像作業その他を遂行し得るので
ある。
〔実施例〕
第1図および第2図は各々本発明の第1実施例を示す一
部省略要部正面図および要部側面図であり、同一部分は
前記第5図と同一の参照符号で示す0両図において永久
磁石部材lは中空円筒体を略縦断した形状に形成すると
共に、N極の部分に部分的突起1aを一体的に設ける。
なおりは永久磁石部材lの部分的突起1aを除く外形寸
法、dは永久磁石部材lの内法寸法および軸2の外径寸
法、Lは永久磁石部材lの長さ寸法である0本実施例に
おいてはD= 18@II、  d −14mm、  
L−280mmに形成すると共に9部分的突起1aを幅
W−5mm、高さh−1mm+に形成した0次に軸2は
例えば軟鋼によって直径d”14wn+の円柱状に形成
し、エポキシ系の接着剤(図示せず)を介して永久磁石
部材1と固着する。なお永久磁石部材1の形成に際して
は、まずNd+x、sF e7gBi、5 A It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、Ar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2周速30m/秒の条件で単ロール法によ
り3幅5 +u+、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、上記半円筒状若しくは樋状の永
久磁石部材lとするものである。
上記の構成により、永久磁石部材1の磁極設置を要しな
い部分を切欠くことができるため、永久磁石部材lを軽
量化することができると共に、特定のiff極2例えば
Nfliの部分に部分的突起1aを設けたため、この部
分の磁力を大にすることができる。
上記構成によるマグネットロール(A)の表面磁束密度
を測定したところ、第2図におけるN極上で1800G
の値を示した。また比較のために、永久磁石部材l (
但し外径20am、内径8−一の中空円筒状に形成)を
等方性のフェライト磁石(日立金ElI&lYBM−3
)で形成したマグネットロール(B)、および磁性粉と
してS「フェライト粉末(平均粒度fpm)を使用し、
かつ磁場中において射出成形した以外は、前記マグネ7
)ロール(A)と略同様の条件で製作したマグネットロ
ール(C)を準備した。これらのマグネ7)ロールにつ
いても表面磁束密度(Ni上)を測定したところ、マグ
ネットロール(B)(C)は各々1200G、および1
300Gであった。この結果から本発明のマグネットロ
ールは、従来技術によるものより表面磁束密度が大幅に
向上することがわかる。
第3図および第4図は各々本発明の第2実施例および第
3実施例を示す要部側面図であり、同一部分は前記第1
実施例と同一の参照符号で示す。
まず第3図に示すものは、永久磁石部材lの横断面形状
をC字形若しくは円環の一部を切欠いた形状に形成した
ものである。このように形成することにより1例えば第
3図に示すような3極着磁の場合においては永久磁石部
材1の特性若しくは性能を維持しつつ、軽量化すること
ができる0次に第4図に示すものは、永久磁石部材lの
横断面形状を1円環の外周に部分的突起1aを4個所等
間隔に配設した形状に形成したものである。このように
形成することにより、全体の肉厚を増大させることな(
夫々のitt極における磁力を増大させることができ、
無用な重量増大を防止することができるのである。
本実施例においては永久磁石部材の成形手段として押出
成形による例について記述したが、射出成形手段によっ
て成形してもよく、この場合には金型中に軸を予め設置
して、永久磁石部材の成形と同時に両者を一体に固着(
インサート成形)することができる、また永久磁石部材
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永久
磁石部材を形成してもよい、また永久磁石部材の横断面
輪郭の切欠き程度は、永久磁石部材に要求される性能、
設置磁極数その他により適宜選定することができる。更
に部分的突起の横断面形状も本実施例に示すものに限定
せず、他の幾何学的形状のものでもよい。
〔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。
(1)  永久磁石部材を等方性のR−Fe−B系の磁
性粉によって形成したものであるため、高保磁力を付与
することができると共に、構成部材および装置の軽量化
およびコンパクト化が可能である。
(2)  永久磁石部材の構成材料が等方性であるため
無磁場成形が可能であるため、特殊な成形用金型を必要
とせず、製作が容易である。
(3)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。
(4)特定の磁極のみの磁力を増大させる場合において
も9部分的突起を一体的に設けるのみで対応できるため
、永久磁石部材全体の肉厚を増大させる必要がなく、軽
量化が可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は各々本発明の第1実施例を示す一
部省略要部正面図および要部側面図、第3図および第4
図は各々本発明の第2実施例および第3実施例を示す要
部側面図、第5図は従来のマグネットロールの例を示す
一部省略縦断面図である。 l:永久磁石部材、la:部分的突起、2:軸。 6:スリーブ。

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
    等方性のR−Fe−B系磁性粉と結合材料とからなる材
    料によりL/D≧5(但し,L,Dは各々永久磁石部材
    の軸方向長さ,および部分的突起を除く外形寸法)なる
    非円筒状の柱体に形成したことを特徴とするマグネット
    ロール。
  2. (2)永久磁石部材の横断面形状を円環の一部を切欠い
    た形状である請求項(1)記載のマグネットロール。
  3. (3)磁極形成部分の一部若しくは全部に部分的突起を
    設けた請求項(1)若しくは(2)記載のマグネットロ
    ール。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003009315A1 (en) * 2001-07-19 2003-01-30 Bridgestone Corporation Magnet roller and developing apparatus using the same, magnet roller molding method, and injection molding metal mold
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