JPH11133749A - マグネットローラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 マグネット本体部の左右の収縮寸法のバラツ
キがなく、歪みやクラックの発生が抑制され、磁気特性
に優れるとともに、リサイクルしたボンド磁石組成物の
使用が可能なマグネットローラを提供すること。 【解決手段】 シャフトと、その外周に緩衝層と、マグ
ネット本体部とを順次積層してなるマグネットローラに
おいて、該緩衝層と接触するシャフトの表面に緩衝層固
定部を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はマグネットローラに
関し、さらに詳しくは、電子写真装置や静電記録装置な
どにおける現像機構部などに好適に使用され、かつマグ
ネット本体部の左右の収縮寸法のバラツキがなく、歪み
やクラックの発生が抑制され、磁気特性に優れるととも
に、ボンド磁石組成物のリサイクル品の使用が可能なマ
グネットローラに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機，プリンタなどの電子写真
装置や静電記録装置などにおいて、感光ドラムなどの潜
像保持体上の静電潜像を可視化するための現像ローラと
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、スリーブ表面に保持した
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いわゆるジャンピ
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方法が知られている。上記マグネ
ットローラは、これまで、主にポリアミド樹脂やポリプ
ロピレンなどの熱可塑性樹脂のバインダーに、フェライ
トなど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、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。このようなマグネットローラに
おいては、一般に成形後にボンド磁石組成物からなるマ
グネット本体部が軸方向に収縮するが、この際、収縮起
点が定まらないため、左右の収縮寸法にバラツキが生
じ、マグネット本体部に歪やクラックが発生する場合が
ある。その結果、軸方向の磁束分布に乱れが生じ、磁気
特性が低下するという好ましくない事態を招来するおそ
れがある。

【０００３】このような問題は、マグネット本体部が、
ポリアミド樹脂などの弾性の比較的乏しい熱可塑性樹脂
を用いたボンド磁石組成物からなる場合に起こりやす
く、特にリサイクルしたボンド磁石組成物を用いると歪
やクラックの発生が激しく、磁気特性が大きく低下する
ため、該リサイクルしたボンド磁石組成物は使用しにく
いことが知られている。したがって、このような問題に
対処するため、繊維状のフィラーを配合したボンド磁石
組成物を用いてマグネット本体部を形成する方法が提案
されているが、この場合、配合されたフィラーによって
成形時の材料の流動性が損なわれ、磁性材料が配向しに
くくなり、磁気特性が低下するという問題が生ずる。

【０００４】また、前記の問題に対処するために、シャ
フトとマグネット本体部との間に緩衝層（実開昭６２−
１０４１３号公報）を設けることが開示されている。し
かしながら、これらの技術によって、ある程度マグネッ
ト本体部の歪やクラックの発生が抑制され、磁気特性の
向上が認められるものの、まだ充分ではない上、リサイ
クルしたボンド磁石組成物は依然として使用しにくいな
どの問題が残っていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
状況下で、マグネット本体部の収縮のバラツキによる歪
やクラックの発生が抑制され、軸方向の磁束分布に乱れ
が生じにくく、磁気特性に優れる上、ボンド磁石組成物
にリサイクルしたボンド磁石組成物の使用が可能なマグ
ネットローラを提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記の好
ましい性質を有するマグネットローラを開発すべく鋭意
研究を重ねた結果、シャフトの外周面に、緩衝層固定部
を設け、さらに緩衝層を介してマグネット本体部を設け
ると、該固定部がマグネット本体部が収縮する際の起点
となるため、左右の収縮寸法のバラツキがなくなり、歪
やクラックの発生が抑制され、その目的を達成しうるこ
とを見出した。本発明は、かかる知見に基づいて完成し
たものである。

【０００７】すなわち、本発明は、シャフトと、その外
周に緩衝層と、マグネット本体部とを順次積層してなる
マグネットローラにおいて、該緩衝層と接触するシャフ
トの表面に緩衝層固定部を設けたことを特徴とするマグ
ネットローラを提供するものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明のマグネットローラは、シ
ャフトの外周に緩衝層を介してマグネット本体部が設け
られており、上記シャフトとしては、例えば金属製の中
実シャフトや中空シャフト、各種樹脂製のシャフトなど
が用いられる。本発明においては、このシャフトの外周
面に、切り込み部若しくはローレット加工部等の凹凸条
（図３参照）又は凹凸部（図４参照）等の緩衝層固定部
を設置する。これは、マグネット本体部における軸方向
左右の収縮寸法のバラツキや位置ずれを防止する目的で
収縮起点を設けるために行われるものである。したがっ
て、シャフトの外周面の適宜位置に、１または複数の緩
衝層固定部を設けることもできるが、シャフトの軸方向
のほぼ中央の１ヶ所において、切り込み部を周設する
か、ローレット加工部を周設するのが有利である。つま
り、シャフトを軸方向に対して垂直に切断した切断面を
仮想した場合、この切断面の周囲に沿って切り込み部や
ローレット加工部を形成（即ち周設）することとなる。

【０００９】切り込み部は、該外周面に連続的に周設し
てもよく、適当な間隔をあけて不連続的に周設してもよ
い。なお、ローレット加工とは、小型の円板の外周に種
々の形状の刻み目をつけ焼入れ硬化したものを軸に取付
け、円筒状工作物を回転させながら、これを押付けて該
工作物に刻み目をつける加工方法を指称するものであ
る。したがってローレット加工を施すことにより、外周
面に連続的に刻み目が形成される。なお切り込みや刻み
目の深さとしては特に制限はない。

【００１０】本発明のマグネットローラにおいて、前記
シャフトとマグネット本体部との間に設けられる緩衝層
としては、例えばエチレン−酢酸ビニル共重合樹脂，ポ
リビニルアルコール，フッ素樹脂，軟質塩化ビニル樹
脂，ポリエチレン，ポリウレタンなどの軟質な合成樹脂
や、ブタジエンゴム，スチレンブタジエンゴム，シリコ
ーンゴムなどの合成ゴムなど、引張り弾性率の比較的小
さい軟質な有機高分子化合物によって形成されたものを
好ましく挙げることができる。また、パラフィンワック
ス，カルナウバワックス，シリコーンワックスなどのワ
ックス類を塗布することにより、形成されたものであっ
てもよい。

【００１１】この緩衝層の厚さとしては、厚すぎるとシ
ャフトの外周面に周設された切り込みや刻み目の形状が
緩衝層に転写されにくく、本発明の目的が達せられない
上、マグネット本体部の磁気特性に悪影響を与えるおそ
れがあり、また薄すぎると緩衝層を均質に形成するのが
困難となる。したがって、通常0.０１〜0.２ｍｍ、好ま
しくは0.０１〜0.１ｍｍの範囲で選ばれる。緩衝層の形
成方法としては特に制限はなく、例えば緩衝層形成材料
を有機溶剤に溶解した溶液を用い、刷毛塗り，スプレ
ー，ディッピング，印刷などの方法によって、緩衝層を
形成することができる。また、本発明のマグネットロー
ラにおけるマグネット本体部は、樹脂バインダーに磁性
粉を分散したボンド磁石組成物によって形成される。

【００１２】上記ボンド磁石組成物に用いられる樹脂バ
インダーとしては特に制限はなく、従来マグネットロー
ラにおいて慣用されているものの中から任意のものを選
択して用いることができる。この樹脂バインダーとして
は、例えばナイロン６，ナイロン１２などのポリアミド
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（Ｐ
ＢＴ）、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共重合体樹脂（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）、さらにはポリプロピレン樹脂やポリエチ
レン，ポリエチレン共重合体などのポリオレフィン、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，グリシジル基などの反応
性をもつ官能基を導入した変性ポリオレフィンなどが挙
げられる。これらの中で、特にポリアミド樹脂やＥＥＡ
が好適である。これらの樹脂バインダーは単独で用いて
もよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。さら
に、本発明においては、ポリアミド樹脂等のボンド磁石
組成物のリサイクル品も使用することができるが、得ら
れるマグネットローラの機械特性及び磁気特性などの点
から、該リサイクルしたボンド磁石組成物の使用量は、
特に制限はないが、ボンド磁石組成物全量に基づき、９
５重量％以下が好ましい。なお、ここでいうリサイクル
したボンド磁石組成物とは、少なくとも１回はローラ等
に成形した組成物を、再度粉砕，熱処理等を行ったもの
である。また、このようなリサイクルしたボンド磁石組
成物を、新規に調製されたボンド磁石組成物に配合する
際の目安としては、得られた成形体（本発明ではマグネ
ット本体部）の収縮率が0.２％以上となるように添加す
ることが好ましい。

【００１３】一方、磁性粉としては特に制限はなく、従
来マグネットローラにおいて慣用されているものの中か
ら、任意のものを選択して用いることができる。具体的
にはストロンチウムフェライト，バリウムフェライト，
鉛フェライトなどのフェライト粉末、Ｓｍ−Ｃｏ合金，
Ｎｄ−Ｆ−Ｂ合金，Ｃｅ−Ｃｏ合金などの希土類系合金
粉末などが挙げられる。これらの磁性粉は単独で用いて
もよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。

【００１４】ボンド磁石組成物における樹脂バインダー
と磁性粉の配合割合は、特に制限はなく、マグネットロ
ーラの要求される磁力の強さに応じて適宜選定される
が、通常は、ボンド磁石組成物全量に対し、８０〜９５
重量％（密度が3.０〜4.０ｇ／ｃｍ³ 程度）の範囲で選
定することが好ましい。

【００１５】このボンド磁石組成物には、必要に応じ、
マイカやタルク、あるいは炭素繊維，ガラス繊維などの
繊維やウイスカーなどの補強効果の大きな充填材を添加
することができる。すなわち、成形品に要求される磁力
が比較的低くて磁性粉の充填量が少ない場合には、成形
品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、マイカやウイスカーなどの充填材を添加し
て成形品の補強を行うことができる。この場合、好適に
用いられる充填材としては、マイカやウイスカーなどが
挙げられる。このウイスカーとしては、例えば炭化ケイ
素，窒化ケイ素などからなる非酸化物系ウイスカー、Ｚ
ｎＯ，ＭｇＯ，ＴｉＯ₂ ，ＳｎＯ₂ ，Ａｌ₂ Ｏ₃ などか
らなる金属酸化物系ウイスカー、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などからな
る複酸化物系ウイスカーなどが挙げられるが、これらの
中で、プラスチックとの複合化が容易な点から複酸化物
系ウイスカーが好適である。これらの充填材を用いる際
の配合割合については特に制限はないが、通常はボンド
磁石組成物全量に対して、２〜３２重量％、好ましくは
５〜２０重量％の範囲である。

【００１６】前記ボンド磁石組成物の調製方法としては
特に制限はないが、例えば樹脂バインダー，磁性粉及び
必要に応じて用いられる充填材を、通常の方法に従って
混合し、溶融混練したのち、ペレット状に成形すること
により、ボンド磁石組成物を調製することができる。こ
の際、溶融混練には、二軸混練押出機，ＫＣＫ混練押出
機などを用いる通常の方法及び条件を採用することがで
きる。

【００１７】次に、本発明のマグネットローラの製造に
ついて説明する。本発明においては、まず、前記で説明
したように、シャフトの外周面に、切り込み又はローレ
ット加工による刻み目などの緩衝層固定部を設けたの
ち、このシャフトの外周面に、前記で説明したように緩
衝層を形成する。次いで、この緩衝層を有するシャフト
を、キャビティーの周囲に磁場を形成した金型内にセッ
トし、前記ボンド磁石組成物を射出して、シャフトの外
周に緩衝層を介してマグネット本体部を形成させる。

【００１８】このようにして得られたマグネットローラ
は、通常一旦脱磁したのち、再び着磁させることによっ
て、磁性粉を配向させ、所望の磁力パターンを形成させ
る。脱磁操作及び着磁操作としては特に制限はなく、目
的の磁力パターンに応じて、公知の装置を用い、公知の
方法で行うことができる。また、このマグネットローラ
は、通常その外周に、さらにアルミニウムスリーブが設
けられる。図１は、このようにして得られた本発明のマ
グネットローラの一例を示す断面図であって、外周縁に
沿って切り込み緩衝層固定部４が設けられたシャフト１
の外周に、緩衝層３を介してマグネット本体部２が設け
られている構造を示している。また、図２（ａ）は、本
発明のマグネットローラの一例を示す斜視図であり、図
２（ｂ）はシャフト１の外周に緩衝層固定部４を設けた
状態を示す説明図である。

【００１９】

【実施例】次に、実施例により本発明をさらに詳しく説
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 直径６ｍｍ、長さ３５０ｍｍのステンレス鋼製シャフト
の中央付近の外周面にローレット加工を施し、深さ0.５
ｍｍ程度の刻み目を周設した。次いで、このシャフトの
外周面に、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂（ＥＶＡ）
からなる厚さ0.１ｍｍの緩衝層を形成した。次に、キャ
ビティーの周囲に磁場を形成した金型内に、上記緩衝層
を形成したシャフトをセットし、ナイロン６のリサイク
ル品８０重量％と２０重量％とからなる樹脂成分１５重
量部とストロンチウムフェライト粉末８５重量部を含有
するボンド磁石組成物を、シリンダー温度２８０℃，金
型温度１００℃，射出圧力５００ｋｇ／ｃｍ² の条件で
射出して、シャフトの外周に、緩衝層を介して、直径１
８ｍｍのマグネット本体部を設けた。次いで、金型から
取り出し公知の方法で脱磁処理したのち、再び着磁処理
を行い、マグネットローラを得た。このマグネットロー
ラについての性能は次のとおりであった。すなわち、上
記マグネットローラを同一条件にて１０本成形したが、
シャフトの端部がマグネット本体部までの寸法は最大で
も0.０５ｍｍ以内のバラツキであった。また、マグネッ
ト本体部には割れは発生しなかった。なお、得られたマ
グネット本体部の収縮率は0.９％であった。

【００２０】実施例２ 実施例１において、シャフトの中央付近の外周面をロー
レット加工を施す代わりに、切削加工によって深さ0.５
ｍｍ程度の切り込みを周設したこと以外は、実施例１と
同様にしてマグネットローラを作製し、性能を評価し
た。その結果、実施例１で得られたマグネットローラと
同様の性能であった。

【００２１】比較例 実施例１において、シャフトにローレット加工を施さな
かったこと以外は、実施例１と同様にしてマグネットロ
ーラを作製し、性能を評価した。その結果、シャフトの
端部とマグネット本体部までの寸法は最大で0.４ｍｍと
なり、大きく異なっていた。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、シャフトの外周面に緩
衝層固定部を設け、そのシャフトの外周に緩衝層を介し
てマグネット本体部を設けることにより、成形後におい
て、マグネット本体部の軸方向の収縮が上記シャフトに
設けられた切り込みや刻み目等の緩衝層固定部を起点と
して起こるため、左右の収縮寸法のバラツキが少なく、
歪みやクラックの発生が抑制される。その結果、磁束分
布に乱れが生じにくく、磁気特性に優れる上、ボンド磁
石の樹脂成分として、リサイクルしたボンド磁石組成物
の使用も可能となる。

【００２３】本発明のマグネットローラは、複写機，プ
リンタなど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、感光ドラムなど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のち、
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。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のマグネットローラの一例を示す断面
図である。

【図２】 （ａ）は本発明のマグネットローラの一例を
示す斜視図であり、（ｂ）はシャフト１の外周に緩衝層
固定部４を設けた状態を示す説明図である。

【図３】 シャフト１に凸条の緩衝層固定部４を設けた
状態を示す説明図である。

【図４】 シャフト１に凸部の緩衝層固定部４を設けた
状態を示す説明図である。

【符号の説明】

１：シャフト ２：マグネット本体部 ３：緩衝層 ４：緩衝層固定部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シャフトと、その外周に緩衝層と、マグ
   ネット本体部とを順次積層してなるマグネットローラに
   おいて、該緩衝層と接触するシャフトの表面に緩衝層固
   定部を設けたことを特徴とするマグネットローラ。
2. 【請求項２】 上記マグネット本体部が、樹脂バインダ
   ーと磁性粉とを含むボンド磁石組成物からなる請求項１
   記載のマグネットローラ。
3. 【請求項３】 上記ボンド磁石組成物が、リサイクルし
   たボンド磁石組成物を含んでなる請求項１又は２記載の
   マグネットローラ。