JPH04133404U - 磁性ゴムロール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】細径の軸芯上に厚肉の磁性ゴム層を設けること
でコスト低減と軽量化をはかるという思想を踏襲しなが
ら、厚肉の磁性ゴム層を設けたときに発生するクリープ
変形や融着不良等の問題を解決することを目的としてい
る。 【構成】フェライト系ゴム磁石層Ｂを軸芯Ａ表面に配設
し、且つその表面を多極に磁化してなる磁性ゴムロール
において、該磁性ゴム層が２ｍｍ以下の厚みを有する磁
性ゴムシート１〜４を多層に巻き付け積層したものであ
ることを特徴としている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は複写機、ファクシミリやレーザープリンター等の電子写真方式現像装 置に用いる現像ロールに関し、特に現像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に適した現像用の磁性ゴムロー ルに関する。

【０００２】

【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には、感光体にトナーを搬送する 装置としてマグネットロールが用いられている。従来は、例えば円筒状マグネッ ト体に金属製シャフトを貫設して構成したマグネットロールに非磁性体製のスリ ーブを非接触状態で外装し、このスリーブをマグネットロールに対して相対的に 回転させることによりスリーブ表面に磁着したトナーを近接配置した感光体に非 接触転写するものが主流であったが、近年にいたって、このスリーブを排除した 現像法が普及しつつある。この現像法には円柱又は円筒状の金属製シャフトの外 周に磁性ゴムを配置し、更にその外側に表面を平滑化した半球状の金属製浮遊電 極を配設した現像ロールが用いられている。又、最近にいたってはこの種の現像 ロールは更に改良されて、最外層の浮遊電極は取り除かれ、図３に示す如くシャ フトＡの軸周に磁性ゴム層Ｂを誘電体を兼ねて形成するとともに、その表面を細 かい表面肌に仕上げた磁性誘電体現像ロールを構成し、この現像ロールの表面に トナーを直接磁着させてトナーを搬送させる、いわゆる直接接触式電子写真現像 法が提案されている。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 のような磁化誘電体現像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磁性ゴムから形成されている 。そして該ロールにて搬送されるトナーの量を規制する目的で磁性ゴムロール表 面に硬質のブレードが圧設されている。

【０００３】 かかる磁性ゴム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薄肉 のシート状としたものを該ロールの外径に近い金属シャフトａ上に巻付けた後、 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。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

この様な構造のロールは金属シャフトＡの直径が大きいことから、そのコスト が高くつくうえに重い問題があり、コスト低減並びに軽量化が求められていた。 そこで、図４に示す如く、シャフトＡの直径を小さくし、使用する磁性ゴムシー トの厚みを増大させることによって全体としてのコストを低減するとともに軽量 化をはかることが試行されているが、厚みの大きな磁性ゴムシートを小さな直径 のシャフト上に巻き付けること自体が困難を伴うばかりか、本来直状に成形され たゴムシートを曲面であるシャフト軸周に巻き付けることから、巻き付けた磁性 ゴムシートの内面側には強い圧縮応力が、外面側では強い引っ張り応力が作用し 、大きな力学的歪みを内在したロールが出来る。その結果、シャフトＡと磁性ゴ ム層Ｂの接着を阻害する力が働き、磁性ゴム層Ｂが長期の使用途上でクリープ変 形しやすい等の問題を抱えている。更には磁性ゴムシートの接合部が不均一とな りやすく、接合部の電気特性や磁気特性が安定しないとの問題を内在している。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案は直径の小さいシャフト上に均一に厚肉の磁性ゴム層を設けることでコ スト低減と軽量化をはかるという思想を踏襲しながら、厚肉の磁性ゴム層を設け たときに発生する上記問題を一挙に解決することを目的として鋭意工夫の結果成 されたものである。

【０００６】 このような課題を解決した本考案は、フェライト系ゴム磁石層を軸芯周囲に配 設し、且つその表面を多極に磁化した磁性ゴムロールにおいて、磁性ゴム層が２ ｍｍ以下の厚みの磁性ゴムシートを多層に巻き付け積層して構成したものとなし たことを特徴としている。ゴムシート各層の肉厚を２ｍｍ以下としたのは、肉厚 が２ｍｍを超えると、巻き付けたときにゴムシートに作用する応力歪みが大きく 、磁性ゴム層を複数層にした効果が薄れるためである。

【０００７】 又、内層のゴムシートは巻き付けの曲率半径が最も小さく、外層に向かって逐 次曲率半径が増大することに鑑み、内層側のゴムシートの厚みをより薄くし、外 層側ではより大きな厚みを持つ様にすると合理的である。

【０００８】 このような磁性ゴムロールの作製は、ゴムシートを多層に巻き付けた状態の中 間加工品を加熱プレス金型内に保持し、軸芯と磁性ゴム層及び磁性ゴム層同志を 融着、架橋（架硫）することによって行う。磁性ゴムシートは未架橋状態のもの を用い、これを巻き付けた後に加熱プレスする訳であるが、未架橋であっても加 熱プレスの最中に架橋と熱融着が競争的に起こるので架橋の進行が速いと融着不 良が発生し易い。このような現象に起因して特に問題となるのが、シャフトと磁 性ゴムシート間及び磁性ゴムシート層間の融着不良と、巻き付けた磁性ゴムシー トの巻き始め部と巻き終わり部のつなぎ目部分の融着不良である。かかる磁性ゴ ムロールは、基本的にその表面に現れる電気的、磁気的特性を利用するものであ るから、ゴム層は全体にわたって均質である必要があり、したがってつなぎ目部 分の融着不良は絶対に回避しなければならない。特に巻き付けたゴムシートの厚 みが大きいとつなぎ目部分の深さが大きく、影響が甚大となる。このような障害 を防止する為にはつなぎ目部分の融着不良をなくすことが根本的な対策であるこ とは当然であるが、つなぎ目部分の融着不良を完全になくすことは極めて困難で ある。そこで、これを回避する為の好ましい実施態様としては、磁性ゴム層の各 層の巻き付け接合部の位置をシャフトの円周方向において、それぞれ異なる位置 となした構造を持つ磁性ゴムロールが提示できる。このような構造とすれば、つ なぎ目部分が重なることはなくなるので、ゴムシート各層のつなぎ目部分の不均 一性による影響が重畳することはなくなり、つなぎ目部分の融着不良が磁性ゴム 層全体の電気的、磁気的特性に与える影響を少なくすることができる。

【０００９】

【作用】

このように、磁性ゴム層を複数の層に分けて形成し、各層を構成する磁性ゴム シートとして薄肉のものを用いることにより、巻き付けによって生じる力学的な 内部歪を減少させることができ、シャフトとゴムシート間、ゴムシート相互間並 びにゴムシートつなぎ目の融着を良好となすことができるので、厚肉のゴムシー トを細径の軸芯の周囲に巻き付ける際の困難さを一挙に解決でき、電気的、磁気 的特性の安定した磁性ゴムロールが得られる。しかも軸芯径が細いことから、低 コスト且つ軽量でもあり工業的な価値が高い。

【００１０】

【実施例】

以下に本考案の磁性ゴムロールを図によって説明する。図１は本考案のロール の断面構造の１例である。直径６ｍｍのステンレス製のシャフトＡに肉厚が各々 ０．７ｍｍ、０．９ｍｍ、１．１ｍｍ、１．３ｍｍの磁性ゴムシート１、２、３ 、４を内側から順次巻き付け積層し、各層のつなぎ目を円周方向において位置を ずらして各々ａ，ｂ．ｃ，ｄとなる様にし、これを内径が２０ｍｍの金型に挿入 して加熱融着せしめたものである。最外層の磁性ゴムシートのつなぎ目ｄは他の 部分と目視では区別出来ない程度に均質に仕上げられている。このような磁性ゴ ムロールは、磁性ゴム層Ｂが薄層のゴムシート１，２，３，４を積層して構成さ れているので各層の巻き付け接合部の深さは浅く、ゴムシート外側と内側とに作 用する応力差は小さいので、力学的な歪みの発生は小さく、磁性ゴム層Ｂの変形 は極めて小さいものとなる。又、つなぎ目１，２，３，４の形成位置がシャフト の円周方向において、その位置をずらしているので、各層のつなぎ目にそれぞれ 材質的な不均一があったとしても磁性ゴム層Ｂ全体としてみればこの不均一が磁 性ゴム層Ｂの電気的、磁気的特性の均一性を大きく阻害することはない。

【００１１】 図２は図１と同様の細いシャフトに４ｍｍの肉厚の磁性ゴムシートを巻き付け た状態を模式的に示したものであるが、ここでは、つなぎ目ｅが磁性ゴムシート の内側表面と外側表面に働く応力差によって変形した状態が示されている。この ように磁性ゴム層Ｂを単層のゴムシートによって形成する従来の磁性ゴムロール では、巻き付け操作、加熱プレス金型への装着が困難なことは一目瞭然であり、 結果としてロールの融着が困難であることも理解される。これに対して本願考案 の磁性ゴムロールは、磁性ゴム層Ｂを構成するゴムシート各層が薄膜であるため 曲げやすく、巻き付け操作が容易であり加熱プレス金型への装着も極めて容易で ある。

【００１２】 本考案で用いる軸芯は鉄その他の磁性金属やアルミニウム、非磁性ステンレス 、等の非磁性金属などが使用出来る。機械的強度が満足出来ればその他の材料で も良い。

【００１３】 本考案の磁性ゴムはバリウムフェライトやストロンチウムフェライト等のマグ ネトプラムバイト型フェライト粉をゴム中に分散したものを用いる。本考案で用 いるフェライト粉は、粗大粒子を含まず、均一且つ微小な粒子径を有する湿式微 粉砕フェライト粉で平均粒子径が０．８〜１．３μｍのものが好ましいが、フェ ライトの平均粒子径は上記範囲に限定されるものではなく、前記範囲外であって も前記範囲近傍であり且つ粗大粒子が無いものであれば使用可能である。フェラ イトの機能は磁性を付与することと、誘電率を増加させること、及び電気抵抗率 を低下させることである。磁性誘電体中のフェライト粉の含有量は必要とする磁 気特性、誘電率及び電気抵抗率を勘案して決定する。通常、フェライト粉の使用 量は４０〜６５体積％である。 本考案で用いるバインダーはブタジエン系合成ゴムやオレフィン／ジエン系の 共重合ゴムが適宜使用可能であり、必要に応じて架橋剤、架硫剤を酸化防止剤と 共に配合したものをもちいる。

【００１４】 磁性ゴムロールの表面に多極着磁するには櫛歯状のヨーク芯に絶縁電線を埋設 した着磁ヨークを使用し、常法により着磁する。

【００１５】 このようにして作製される本考案の磁性ゴムロールは、磁性ゴム層が薄肉のゴ ムシートを積層して構成され、ゴムシート各層に作用する力学的歪を小さくして いるので、ゴムシートの巻き付け操作が容易であるとともに巻き付け後のゴムシ ート相互間の融着も良好に行われ、長期の使用過程でも変形することのない安定 した磁性ゴムロールを提供することができる。

【００１６】

【考案の効果】

本考案の磁性ゴムロールは、厚肉の磁性ゴム層をゴムシートを複数枚積層する ことによって形成し、且つゴムシート各層の肉厚は薄くしているので、ゴムシー トの巻き付け操作は容易である。又、巻き付け後のゴムシート各層の外面と内面 とに作用する応力差も小さいため、ゴムシートが変形することもなく、軸心とゴ ムシート、ゴムシート相互間の融着及びゴムシート各層の巻き付け接合部の融着 が確実になされる。そして、本考案の磁性ゴムロールは金属製軸心が細径である ことから、軽量で取扱が容易であり、且つコスト低減もはかれる。

【００１７】 又、ゴムシート各層の巻き付け接合部の形成位置を、軸心の円周方向において ずらしたときには、各巻き付け接合部に材質的な不均一があったとしても、この 不均一が磁性ゴム層全体の均質性に与える影響を極力小さくすることができるの で電気的特性、磁気的特性をより均質化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本考案の１実施例の断面構造説明図であ
る。

【図２】従来の磁性ゴムロールを製造する過程の磁性ゴ
ム層の状態を示す模式図である。

【図３】大径軸芯表面に薄肉の磁性ゴム層を形成した磁
性ゴムロールを示し、（イ）は軸方向断面図、（ロ）は
径方向断面図

【図４】細径軸芯表面に厚肉の磁性ゴム層を形成した磁
性ゴムロールを示し、（イ）は軸方向断面図、（ロ）は
径方向断面図

【符号の説明】

Ａ シャフト Ｂ 磁性ゴム層 １〜４ ゴムシート ａ〜ｅ つなぎ目

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 フェライト系ゴム磁石層を軸芯表面に配
   設し、且つその表面を多極に磁化してなる磁性ゴムロー
   ルにおいて、該磁性ゴム層が２ｍｍ以下の厚みを有する
   磁性ゴムシートを多層に巻き付け積層したものであるこ
   とを特徴とする磁性ゴムロール。
2. 【請求項２】 磁性ゴム層を構成する各層の巻き付け接
   合部が軸心の円周方向においてそれぞれ異なる位置にあ
   ることを特徴とする請求項１記載の磁性ゴムロール。