JP4456701B2 - 磁気シール部材 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気シール部材に関し、詳しくは複写機、ファクシミリ、プリンター等の電子写真プロセスに用いる現像機構部において、現像用スリーブの外周面両端部とトナー収容部との間に配設され、磁力によって現像用スリーブ表面に担持したトナー又は上記収容部内のトナーが現像用スリーブの両端部から散逸することを防止する磁気シール部材に関し、特に容易かつ安価に製造することができ、しかも軽量でかつ良好なシール性能を有する現像用スリーブの磁気シール部材に関する。
【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、感光ドラム等の静電保持体に保持された静電潜像を可視化する現像機構として、図３に示す現像用スリーブを用いた現像機構が知られている。
すなわち、図３は現像用スリーブを用いて感光ドラム等の潜像保持体にトナーを供給して潜像の現像を行う現像装置の一例を示すもので、回転可能に配設された金属製の現像用スリーブ２の内側にマグネットローラ３を配置した現像シリンダ４を、内部に磁性トナーｔが収容されたケーシング（トナー収容部）ｃの開口部を閉塞するように配設すると共に、成層ブレード５をその先端がスリーブ２表面に近接した状態に配設し、現像シリンダ４のスリーブ２表面を感光ドラム等の潜像保持体７表面に近接させて配置したものである。なお、図中６はケーシングｃ内に収容されたトナーｔを攪拌する攪拌パドルである。
【０００３】
この現像装置による現像操作を簡単に説明すれば、ケーシングｃ内に収容された磁性トナーｔをマグネットローラ３の磁力により上記スリーブ２の表面に吸着させ、このトナーｔを上記マグネットローラ３の磁力によりスリーブ２の表面に担持してスリーブ２の回転によりこれを搬送すると共に、成層ブレード５によりトナーｔを所定厚の薄層に整え、スリーブ２の回転によりトナーｔをスリーブ２に近接して配置された潜像保持体７の近傍まで搬送したときに、バイアス電界の印加とマグネットローラ３の磁気特性によりトナーｔを潜像保持体７の表面に飛翔させたり、マグネットローラ３の磁気特性によりスリーブ２の表面にトナーｔからなる磁気ブラシを形成して、トナーｔを潜像保持体７の表面に供給し、潜像保持体７の表面に保持された静電潜像を可視化するものである。
このように、ケーシング（トナー収容部）ｃに収容された磁性トナーｔを現像用スリーブ２の表面に担持して搬送し、潜像保持体７に供給する現像機構においては、スリーブ２の表面に担持したトナーやケーシングｃ内のトナーがケーシングｃとスリーブ２の両端部との間から漏れ出て散逸することを防止するために、図２に示すように、現像用スリーブ２両端部とケーシングｃとの間に磁気シール部材１を配設することが行われている。
この磁気シール部材１は、図２に示すように、円弧状に湾曲したシール部１１を有する磁性体であり、シール部１１を現像用スリーブ２の外周面両端部に近接させた状態で、ケーシング（トナー収容部）ｃの開口両端部に取り付けられ、その磁力によりトナーｔを吸着させることによりスリーブ２両端部からトナーｔが漏れ出てしまうことを防止するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来、この磁気シール部材としては、樹脂バインダーに異方性Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ合金粉末を分散させたボンド樹脂磁石組成物を成形した着磁したものが用いられている。
しかしながら、この従来の磁気シール部材は、磁性粉として用いられるＮｄ−Ｆｅ−Ｂ合金粉末が高価であるため現像機構部のコストを引き上げる一因となっており、またＮｄ−Ｆｅ−Ｂ合金粉末は質量も高いため軽量化を妨げる一因ともなっている。近年、複写機やプリンターなどでは上記図３に示された現像機構部をカートリッジ化して、この現像機構部ごと定期的に交換するように構成される場合が多く、このため現像機構部の低価格化及び軽量化は大きな課題の一つであり、上記磁気シール部材も小さな部品であっても、その低コスト化及び軽量化が強く望まれるところである。
この場合、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ合金粉末よりも安価かつ軽量で樹脂磁石の磁性粉として利用可能な材料も種々存在するが、いずれも十分な磁力が得られないなど、磁気特性上の問題から十分な磁気シール性能を有する部材が得られず、このため低コスト化及び軽量化を犠牲にしてＮｄ−Ｆｅ−Ｂ合金を用いているのが現状である。
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、良好な磁気シール性を有し、かつ低コスト化及び軽量化を達成することが可能な磁気シール部材を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記目的を達成するために鋭意研究を行った結果、樹脂バインダーに磁性粉を混合分散したボンド樹脂磁石組成物を成形して現像用スリーブの磁気シール部材を得る場合に、磁性粉として異方性Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ合金を用い、押出し成形時に着磁させたシートで円弧状のシール部を形成したものが、ボンド樹脂磁石組成物を成形して円弧状とした後に着磁して得られた磁気シール部材と同様に、十分な磁力を有する磁気シール部材となることを見出した。さらに本発明者は、このシートを湾曲させれば容易に所望の曲率を有する円弧状とすることができ、その結果、低コスト化及び軽量化を図ることが可能であることをも見出した。本発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。
【０００６】
すなわち、本発明は、トナー収容部内に収容したトナーを表面に担持して回転することによりトナーを搬送して潜像保持体表面に供給する現像用スリーブの両端部外周面と上記トナー収容部との間に配設され、現像用スリーブ表面に担持したトナー又は上記収容部内のトナーが現像用スリーブの両端部から散逸することを防止する円弧状のシール部を有する磁気シール部材において、
少なくとも該シール部が、樹脂バインダーに異方性Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ合金粉末を分散したボンド樹脂磁石組成物を押出成形して得られた着磁シートを円弧状に形成してなることを特徴とする現像用スリーブの磁気シール部材を提供するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の磁気シール部材は、上述のように、樹脂バインダーに磁性粉として異方性Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ合金粉末を分散したボンド樹脂磁石組成物により形成されたものであり、少なくとも円弧状に形成された磁気シール部が、異方性Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ合金粉末を所定方向に配向させて着磁されているものである。
上記ボンド樹脂磁石組成物を構成する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（ＰＢＴ）、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（ＥＶＯＨ）、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン，塩素化ポリエチレン，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持つ官能基を導入した変性ポリオレフィン等が挙げられ、これらは一種又は二種以上を混合して用いることができる。これらの中では、ナイロン６，ナイロン１２等のポリアミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、塩素化ポリエチレンなどが好ましく用いられる。
【０００８】
本発明において、このバインダー中に混合分散させる磁性粉である異方性Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ合金粉末の配合量は、要求される磁力の強さに応じて適宜設定され、特に制限されるものではないが、通常は８０〜９５重量％（密度で３〜５ｇ／ｃｍ³ 程度）、特に９０〜９５重量％とすることが好ましい。バインダーとして塩素化ポリエチレンを用いた場合、異方性Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ合金粉末の配合量は、９０〜９２％とすることが好ましい。
本発明の磁気シール部材を構成するボンド樹脂磁石組成物には、上記バインダー成分及び磁性粉に加えて、必要に応じてマイカやウィスカあるいはタルク、炭素繊維、ガラス繊維等の補強効果の高い充填材を適量添加することができる。この場合、充填材としては、マイカある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 ，ＳｎＯ₂ ，Ａｌ₂ Ｏ₃ 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。
なお、現像剤用スリーブの磁気シール部材は、上述のように現像用スリーブと非接触で用いられるので、高強度が要求されるものではなく、低コスト化及び軽量化の観点から、これら充填材の使用量はできるだけ少ないことが好ましく、できれば充填材は用いないことが好ましい。なお、このボンド樹脂磁石組成物には、本発明の目的を逸脱しない限り、上記充填材以外の添加物を添加してもよい。
【０００９】
本発明の磁気シール部材は、上記ボンド樹脂磁石組成物を成形してなるものであり、例えば図１（Ａ）に示す磁気シール部材１のように、少なくともその一部に現像用スリーブの外周面に沿って円弧状に湾曲した磁気シール部１１を有し、少なくともこの磁気シール部１１の内周面が所望の磁力パターンに着磁されたものである。なお、図１（Ａ）では、３つのＳ極と３つのＮ極とか交互に並んだ磁力パターンを例示した。
この場合、本発明の磁気シール部材は、少なくとも上記磁気シール部１１を形成しているボンド樹脂磁石組成物中の異方性Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ合金粉末が所定方向に配向しているものであり、この場合、配向の方向は特に制限されるものではないが、図１（Ｂ）に矢印で示すように、磁気シール部１１の円弧の中心を中心として放射状に配向させることが好ましく、所謂ラジアル配向とすることが好ましい。
【００１０】
図１（Ａ）に示す磁力パターン及び図１（Ｂ）に示すＳｍ−Ｆｅ−Ｎ合金粉末の配向を有する磁気シール部を形成するには、ボンド樹脂磁石組成物を成形材料としてシート状に押出成形する際に、このシート状物に磁場を印加してＳｍ−Ｆｅ−Ｎ合金粉末を、シート面に対して垂直の方向に平行配向すると同時に所望の磁力パターンに着磁を施し、得られた着磁シートを円弧状に形成すればよい。磁場に印加は、押出機の口金部分の箇所に永久磁石又は磁場発生器を配置して行うことができる。また、所望の磁力パターンを得るには、磁力パターンに応じた極性及び磁力の磁場を印加すればよい。この場合、図１（Ａ）に示すように、磁気シール部１１のみに磁力パターンを形成するには、押出成形時にシートに対して部分的に磁場を印加すればよい。
本発明の磁気シール部材は、ボンド樹脂磁石組成物を円弧状に成形してから磁場を印加するのではなく、磁性粉を配向させかつ着磁したシート状物を円弧状に形成するものであるため、▲１▼金型を必要とせず、▲２▼磁場の印加を容易に行うことができ、▲３▼ボンド樹脂磁石組成物を円弧状に成形した後に磁場を印加した磁気シール部と同様にラジアル配向とすることができ、▲４▼ボンド樹脂磁石組成物を円弧状に成形した後に磁場を印加した磁気シール部と同様の磁気特性（２０００Ｇ以上の高磁力）を有し、▲５▼磁気シール部を所望の曲率を有する円弧とすることができる。
【００１１】
本発明の磁気シール部材１は、図２に示すように、その磁気シール部１１の内周面が現像用スリーブ２の外周面に近接した状態で配設され、この磁気シール部１１の内周面に設けられた磁極により現像用スリーブの両端部を磁気シールするものである。この磁気シール部１１の内周面に形成される磁極は、１極でも複数極であってもよく、特に制限されるものではないが、図１（Ａ）に示すように、Ｓ極とＮ極とが交互に配置されるように複数の磁極を形成することが好ましい。この場合、形成される磁極の数は、磁気シール部１１の長さ、すなわち磁気シールを要する現像スリーブの周長や磁気シール部１１の円弧の曲率、さらには現像スリーブ３の内側に配設されたマグネットローラ３の磁力パターンなどに応じて適宜選定され、特に制限されるものではないが、通常は４〜１０極、特に６〜８程度とされる。
【００１２】
磁気シール部１１の内周面、すなわち磁気シール面に形成される磁極の磁力は、磁気シールするトナーｔの種類やマグネットローラ３の磁気特性、さらには現像機構部の現像方式などに応じて適宜選定され、特に制限されるものではない。本発明においては、磁性粉として比較的安価で軽量のＳｍ−Ｆｅ−Ｎ合金を用いて、２０００Ｇ以上の高磁力を容易に達成することができる。
なお、図１では、一端側に円弧状の磁気シール部１１が形成された角棒状又は板状の磁気シール部材１を示したが、本発明の磁気シール部材の形状はこれに限定されず、現像用スリーブの外周面に応じた円弧状の磁気シール部を有していればいずれの形状であってもよい。
【００１３】
【実施例】
次に、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
実施例１
塩素化ポリエチレンに異方性Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ合金粉末（平均粒径２〜３μｍ）を９２重量％となるように配合し、十分に混練してボンド樹脂磁石組成物を調製し、この組成物を成形材料とし、押出成形法により、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ合金粉末が平行配向し、かつシートの一部に３つのＳ極と３つのＮ極が交互に配置された磁力パターンを有するシートを得た。押出成形の際に印加した配向磁場は２Ｔ（テスラ）であった。図４に当該材料の磁化減磁曲線を示す。
得られた磁気シール部材１の重さを測定したところ、1.８ｇであった。また、磁気シール部１１の内周面の磁力をマグネットアナライザー（ＮＤＫ６７００，日本電磁測器社製）で周方向に測定し、グラフにした。結果を図５に示す。
【００１４】
比較例１
ナイロン１２に等方性Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ合金粉末（平均粒径５０〜６０ｍｍ）を９３重量％となるように配合し、十分に混練してボンド樹脂磁石組成物を調製し、このボンド樹脂磁石組成物を磁場の印加を行わずに射出成形して図１に示すものと同様の形状の磁気シール部材を成形した。成形した磁気シール部材に着磁を施して、図１（Ａ）と同様に、３つのＳ極と３つのＮ極が交互に配置された磁力パターンを磁気シール部１１に形成した。
得られた磁気シール部材の重さを測定したところ、2.２ｇであった。また、磁気シール部の内周面の磁力を周方向に測定して、グラフにした。結果を図６に示す。
【００１５】
図５，６に示すように、実施例の磁気シール部材は、磁性粉として等方性Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ合金粉末を用い、かつ成形した後に着磁を施したものと同等の磁力及び磁性パターンが得られることが確認された。上記のように、磁性粉として異方性Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ合金粉末を用いた実施例の磁気シール部材は、磁性粉として等方性Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ合金粉末を用いた比較例の磁気シール部材よりも軽量であり、また、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ合金はＮｄ−Ｆｅ−Ｂ合金よりも安価であるため、コスト低減にも寄与することができる。
【００１６】
【発明の効果】
本発明の磁気シール部材は、良好な磁気シール性能を有し、軽量化及び低価格化を達成することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例に係る磁気シール部材を示す説明図であり、（Ａ）は磁極を示す側面図、（Ｂ）は磁性粉の配向状態を示す側面図である。
【図２】 磁気シール部材の使用状態を示す概略図である。
【図３】 現像用スリーブを用いた現像機構の一例を示す概略断面図である。
【図４】 実施例で用いた材料の磁化減磁曲線を示すグラフである。
【図５】 実施例の磁気シール部材の磁力パターンを示すグラフである。
【図６】 比較例の磁気シール部材の磁力パターンを示すグラフである。
【符号の説明】
１ 磁気シール部材
１１ 磁気シール部
２ 現像用スリーブ
３ マグネットローラ
４ 現像シリンダ
５ 成層ブレード
６ 攪拌パドル
７ 感光ドラム（潜像保持体）
ｃ ケーシング（トナー収容部）
ｔ トナー

Claims (3)

1. トナー収容部内に収容したトナーを表面に担持して回転することによりトナーを搬送して潜像保持体表面に供給する現像用スリーブの両端部外周面と上記トナー収容部との間に配設され、現像用スリーブ表面に担持したトナー又は上記収容部内のトナーが現像用スリーブの両端部から散逸することを防止する円弧状の異方性Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ合金粉末の配向を有する磁気シール部を有する磁気シール部材の製造方法において、樹脂バインダーに異方性Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ合金粉末を分散したボンド樹脂磁石組成物をシート状に押出成形し、該押出成形の際に、該シート状物に磁場を印加して該異方性Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ合金粉末をシート面に対して垂直の方向に平行配向すると同時に所望の磁力パターンに着磁を施し、得られた着磁シートを円弧状に形成して、少なくとも該磁気シール部を形成することを特徴とする現像用スリーブの磁気シール部材の製造方法。
2. 円弧状の磁気シール部における異方性Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ合金粉末の配向方向が、ラジアル状である請求項１記載の現像用磁気スリーブの磁気シール部材の製造方法。
3. 上記磁気シール部に複数の磁極が着磁されており、かつ隣接する磁極同士が異なる極性を有する磁極である請求項１又は２記載の現像用磁気スリーブの磁気シール部材の製造方法。

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