JPH04316068A - マグネットロール - Google Patents

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】本発明は複写機やファクシミリ、
更にはレーザープリンタ等の電子写真方式の現像装置に
用いられるマグネットロールに関し、特にマグネットロ
ールの表面に現像剤が直接接触する金属スリーブを用い
ない直接接触式電子写真現像法用に適したマグネットロ
ールに関する。

【０００１】

【従来の技術】複写機やファクシミリ等の電子写真現像
装置の一つの方式に、円柱または円筒状の金属製シャフ
トの外周にゴムマグネットが配置され、且つその表面を
細かい表面肌に仕上げたマグネットロールを使用し、該
マグネットロールの表面にトナーを直接磁着させる直接
接触方式の現像方式が提案されている。例えば、特開昭
６３−２２３６７５号公報記載の現像装置では、感光体
からなる潜像担持体に近接配置される１成分磁性トナー
を担持しながら現像領域に搬送する現像剤搬送部材とし
て、外周に磁力を有する磁石体を用い、該磁石体の表面
に集められたトナーを、帯電部材との間隙で摩擦帯電さ
せることによって磁石体表面にトナー薄層を形成し、該
トナー薄層を磁石体の回転とともに移動させることによ
ってトナーを感光体に搬送するものを用いている。この
ようなマグネットロールにおけるシャフト軸周に形成さ
れる磁石層は、ゴム系バインダーに等方性Ｂａフェライ
トを分散したゴムマグネットから形成されており、その
層厚は１ｍｍ前後に設定されている。そして該マグネッ
トロールにて搬送されるトナーの量を規制する目的でゴ
ム質マグネットロール表面に硬質のブレードが圧設され
ている。

【０００２】かかるマグネットロールはゴム原料をフェ
ライト等の配合物と共に混練してシート状としたものを
金属シャフト上に巻き付けた後、高温でプレス加工成形
し、次いで表面を研磨仕上げする方法で製造されている
。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このようなゴム系マグ
ネットロールにあっては、以下の様な問題があり、その
解決が求められていた。■ゴムマグネット改質の為の架
橋や、ゴムマグネットをシャフトに接着する為に行う高
温プレス時に、マグネット層に割れが生じたり、シャフ
トとマグネットロール間に密着不良による間隙が発生し
たりすることがあり、又、プレス圧力が部分的に不足し
た場合、加硫・架橋時に発生するガスにより気泡が形成
されて不均一な部分が生じ、これら理由により磁界強度
等のマグネットロールの特性に部分的変化が生じて、紙
に転写された現像画像に濃淡ムラが発生する問題がある
。又、直接接触式電子写真現像法においてはマグネット
ロール自体を帯電させる為、その帯電特性が重要である
が、ゴムの加硫・架橋用の薬剤の残留物やその他の不純
物の存在に起因する帯電特性の変動が問題となる。■ゴ
ムは加工時の粘度が高いのでフェライト粉のような充填
剤を混合すると更に粘度が上昇して、加工が困難となる
。特に平均粒子径が小さいフェライト粉を用いるとこの
傾向が顕著であることから、加工性をより良くする為に
、大きな粒径のフェライト粉を使用しているが、粒径の
大きいフェライト粉を使用するとマグネットロールの表
面粗度を悪化させる問題があり、他方、表面粗度を改良
する為に小粒径のフェライト粉（異方性フェライト粉は
この条件を満たす）を用いると成形特性が悪化し、加工
時トルクが大になる等、加工上の制限があった。■フェ
ライト粉の粒子径の大小にかかわらず、ゴム加工ではゴ
ム原料がクラム（塊）状であるのでフェライト粉の均一
分散が困難であり、この為、成形マグネットの各部でフ
ェライト含有量の不均一が生じやすく、着磁の均一性が
損なわれやすい。■一定の表面粗度を得る為に研磨等を
行っているものの、比較的大きい平均粒子系のフェライ
ト粉を用いているので粗大粒子の混入が多く所望の微細
な表面肌を得にくくて品質が安定せず、現像画像の不均
一が生じていた。

【０００４】そこで、本発明者らはゴムの代わりに熱可
塑性樹脂を用いればこれらの困難を一挙に解決可能であ
ることを見いだし、■無機質の磁石粉を大量に充填して
なお機械的強度を確保することができ、■マグネットと
接触する対象物にマグネット成分の移行や粘着の問題が
発生せず、■熱成形時の溶融粘度が低く、成形性が良好
なマグネット組成物として、ビニルエステル含有量が２
０〜４０重量％であって且つメルトインデックスが５０
以上のオレフィン／ビニルエステル共重合体と塩素化ポ
リエチレンの混合物をバインダーとするフェライト系フ
レキシブルマグネット組成物を既に提案している。

【０００５】このような非粘着性に優れたマグネットロ
ールは、トナー搬送量規制用の金属ブレードやトナー粒
子がマグネットロール表面と粘着して障害が発生すると
いうことがないので、直接接触式電子写真現像法に適し
ているのであるが、不都合な点もある。即ち、このよう
な非粘着性に優れたマグネット組成物は接着剤を間に介
して金属シャフト上に成形する場合、マグネット層の粘
着性が低い為にマグネット層の接着性が低下してしまう
という問題がある。そしてこの接着性の低下は、マグネ
ット層と金属シャフト上の接着剤層との界面での破壊を
生じ易くさせてしまう。

【０００６】この様なマグネット層とシャフト間の接着
性が悪いマグネットロールは、成形後に行う、旋盤によ
る外周切削や表面仕上げをする際の研磨等の後加工の段
階で、マグネット層と金属シャフト間に作用する振動や
ずれ応力によりマグネット層と金属シャフト間に剥離等
の接着不良を生じてしまう。また、複写機等の中に組み
込んで使用する際に、シャフトに回転力がかかる瞬間に
マグネット層と金属シャフト間にずれ応力が生じ、マグ
ネット層の剥離が発生する場合がある。マグネット層の
表面はドクターブレードで加圧されているためこの様な
現象が発生し易い。そして、この様にマグネット層の剥
離が起こると複写機等に組み込んで使用する上で、着磁
パターンのずれが生じてしまい、現像画像上に濃淡ムラ
を発生させる結果となる。

【０００７】このような問題を回避するにはマグネット
層の接着性を高める必要があるが、上述のような非粘着
性のマグネットはバインダー中のオレフィンの含率が高
いために接着性を高めることは容易ではない。また、こ
の様なオレフィンの含率が高く非粘着性の高いものを接
着するには、一般的にホットメルト系の接着剤を用いる
か、あるいはオレフィン側表面を酸化させてカルボニル
基やカルボキシル基を生成させる化学処理を施さねばな
らない。しかしながら直接接触式電子写真現像法用マグ
ネットロールにおいては、比誘電率や体積固有抵抗等の
電気特性の安定化が極めて重要で、この為には接着剤層
を均一厚さで塗布する必要があるが、ホットメルト系の
接着剤を安定的に均一に処理し、接着させることは困難
である。接着剤の均一処理ができないと、電気特性にム
ラが生じ現像画像上に影響が生じる。また、ホットメル
ト系接着剤を塗布するには溶融させる為の予備加熱が必
要となり工程を複雑にしてしまうという欠点もある。

【０００８】またオレフィン側の化学処理についても押
出成形などの場合、接着させる表面のみを化学処理する
ことは非常に困難である。ここでは、熱可塑性樹脂とし
て、特にオレフィン／ビニルエステル共重合体を含むも
のについての問題を述べたが、この種の問題は熱可塑性
樹脂一般についてもいえる。

【０００９】この様に、非粘着性に優れたマグネットは
金属シャフト上に強固に接着固定することが困難である
為、この様なマグネットロールを複写機等に組み込んで
使用した場合には、マグネット層と金属シャフトの剥離
に起因して現像画像上に濃淡ムラが発生する結果となる
。本発明はかかる現況に鑑みてなされたものであり、優
れた非粘着性を有するマグネット層を金属シャフト上に
強固に接着固定でき、マグネット層と金属シャフト間の
剥離などの接着不良の発生を抑制したマグネットロール
を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決する為の手段】本発明は、上記課題を解決
するために鋭意研究の結果、達成されたものである。上
記課題を達成した本発明は、熱可塑性樹脂と硬質フェラ
イト粉とからなるマグネット組成物を金属シャフト上に
形成したマグネットロールに於いて、マグネット層の厚
みｄがマグネットロール半径ｒに対して占める割合が１
．５％〜３０％であることを特徴としている。

【００１１】

【実施例】以下に更に詳しく説明する。図１は本発明の
概要を示す断面説明図である。本発明は特定組成の非粘
着性に優れたフレキシブルなマグネット層Ａを金属シャ
フトＢ上に形成したマグネットロールに於いて、マグネ
ット層Ａの厚みｄがマグネットロール半径ｒに対して占
める割合が１．５％〜３０％であることを特徴としてい
るが、このマグネット層Ａの厚みｄとマグネットロール
半径ｒとの比率を特定する意味は次の如くである。

【００１２】先ず第一にマグネットロールの外径寸法中
の金属シャフト外径の占める割合を大きくすることによ
り、マグネット層とシャフトとの接着面積を大きくして
全体的な接着力を向上させることにある。第二に旋盤等
による外周切削や表面研磨などの後加工の際、及び複写
機等に組み込んで使用するときドクターブレードの加圧
を受けながらマグネットロールが回転する際に、マグネ
ット層表面の接線方向にかかる応力によってマグネット
層と金属シャフト間に発生するずれ応力を、マグネット
ロールの外径寸法中の金属シャフト外径の占める割合を
大きくすることによって小さくすることにある。このこ
とにより従来のアクリル系、ニトリルゴム系等の溶液型
接着剤等の接着力の比較的低い接着剤の使用が可能とな
り、ホットメルト系接着剤を用いる場合の予備加熱等が
不要となって、製造工程の簡略化が図れる。また溶液型
接着剤を用いることにより、接着剤の均一塗布が容易に
なり、電気特性の安定化が図れる。マグネット層厚みｄ
がマグネットロール半径ｒに対して占める割合が３０％
以上であると、マグネットロールが回転する際に生じる
接着不良の発生率が高くなり、１．５％以下になるとマ
グネットロール表面を平滑化させるための後加工の段階
で、マグネット層が褶曲したり、破れてしまい不都合で
ある。また、１．５％以下であるとマグネット層に対す
る接着剤の厚みの比率が大きくなり、電気特性を安定さ
せることが困難になる。マグネット層の占める割合のよ
り好ましい値は５％〜２０％である。この範囲内に於い
ては接着不良の発生率を著しく抑制することが可能とな
る。更に、この範囲であれば後加工の際に発生し易いマ
グネット層の褶曲や破れの発生率も小さくできる。また
、マグネット層に対する接着剤厚みの比率も小さくなる
ことから、電気特性も更に安定化できる。尚、電気特性
の安定化は、接着剤層を薄くすることによってもコント
ロールできることは言うまでもない。

【００１３】本発明は熱可塑性樹脂と硬質フェライト粉
とからなるマグネット組成物を金属シャフト上に配設し
たマグネットロールについて適用できるが、特に好まし
いのは、優位量の塩素化ポリエチレン樹脂と劣位量のオ
レフィン／ビニルエステル共重合体の合計６０〜３５体
積％と硬質フェライト粉４０〜６５体積％とからなるマ
グネット組成物を金属シャフト上に配設したマグネット
ロールに適用する場合である。以下の説明においては、
この熱可塑性樹脂を前提にして説明するが他の熱可塑性
樹脂を用いることも可能である。

【００１４】本発明で用いるフェライトは永久磁石材料
として用いられるＢａフェライト、Ｓｒフェライトであ
る。特に、粗大粒子を含まず、均一微小な粒子径を有す
る微粉砕フェライト粉が好適で平均粒子径は０．８〜１
．３μｍが好ましい。マグネット層中のフェライト含有
量は４０〜６５体積％が好ましい。４０％未満ではマグ
ネットロールに必要とされる磁気特性が不足し、６５体
積％を超えると加工特性が悪化し、成形体の接着性や均
質さがやや損なわれる。

【００１５】次に本発明の効果を確認する為に行った具
体的実施例について述べる。フェライト粉として平均粒
子径が１．３μｍの異方性グレードのＢａフェライトを
４５体積％、及び熱可塑性樹脂として塩素化ポリエチレ
ン樹脂及び酢酸ビニル（ＶＡ）含率２０％のエチレン／
酢酸ビニル共重合体を安定剤、カップリング剤と共に５
５体積％となるようにミキサーで混合したものを押出し
機で１３０℃で混練ペレット化した。このペレットを下
記寸法の鉄シャフトに押出し機を用い１３０℃で被覆成
形して直径が１６．２ｍｍのマグネット層被覆成形体を
得た。接着剤は、塩化ビニル系の溶液型接着剤を鉄シャ
フト表面に１０μｍの厚みになるように処理した。次い
で、この成形体を旋盤で直径１６ｍｍに切削仕上げした
後、１０００番の研磨紙を用いて表面仕上げを行い、マ
グネットロールを得た。表面磁界は、マグネットロール
表面で概ね３００ガウスとなる様に着磁した。得られた
マグネットロールを複写機用のカートリッジに組み込み
、回転開始、停止の動作を１０００回繰り返し、着磁パ
ターンのずれが生じているか否かで接着性を判定した。 マグネットロール外径を１６．２ｍｍに維持した状態で
、マグネット層の厚みｄのマグネットロール半径ｒに対
する比率とを変化させ、着磁パターンのずれの発生率と
、後加工の際のマグネット層の褶曲、破れの発生率を測
定し、その結果を表１に示した。鉄シャフト外径はｄ／
ｒが所望の値となるように調整した。

【００１６】

【表１】

【００１７】この結果は、マグネットロールの後加工の
段階で発生する接着不良、複写機に組み込んでの使用に
より発生した接着不良の発生の複合的な結果を示してい
る。表１に示す如く、本発明の実施例に於いては、マグ
ネット層の厚みｄがマグネットロール半径ｒに対して占
める割合ｄ／ｒが３０％以下であると、着磁パターンの
ずれの発生率が大きく抑制されていることがわかる。ま
た、ｄ／ｒの割合が１．５％よりも小さくなると後加工
の際のマグネット層の褶曲、破れの発生率が大きくなる
こともわかる。このことによりマグネット層の厚みｄが
マグネットロール半径ｒに対して占める割合ｄ／ｒが１
．５％以上、３０％以下であれば接着不良が少なく、且
つ後加工時のマグネット層の褶曲、破れによる不良も少
ないマグネットロールを得ることができる。

【００１８】叙述の如く、本発明によって、生産工程を
複雑にすること無く容易にマグネット層と金属シャフト
間の接着不良が少なく、着磁パターンのずれ発生率が少
ないマグネットロールを得ることが可能となる。また、
このマグネットロールを用いた複写機等では、使用中に
接着不良が発生することが少なく安定的した現像画像得
ることができる。

【００１９】

【発明の効果】本発明は、マグネット層の厚みｄがマグ
ネットロール半径ｒに対して占める割合が１．５％〜３
０％となるように設定することによって、マグネットを
金属シャフトに、剥離等の接着不良を発生することなく
確実に接着固定できるようにした。したがって、本マグ
ネットロールは旋盤などによる外周切削、表面研磨等の
後加工の際、及び複写機等の内部でマグネットロールが
回転する際に、発生し易かったマグネット層と金属シャ
フト間の接着不良の発生を抑制することが可能となり、
着磁パターンのずれ発生率が少ないマグネットロールを
得ることができ、直接接触式電子写真現像法に適したマ
グネットロールを得ることができる。また、このマグネ
ットロールを用いた複写機等では、使用中に接着不良が
発生することが少なく安定的した現像画像得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の概要を示す断面説明図

【符号の説明】

Ａ　　マグネット層 Ｂ　　金属シャフト

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　熱可塑性樹脂と硬質フェライト粉とか
   らなるマグネット組成物を金属シャフト上に配設したマ
   グネットロールに於いて、マグネット層の厚みｄがマグ
   ネットロール半径ｒに対して占める割合が１．５％〜３
   ０％であることを特徴とするマグネットロール。