JPH04306684A - フレキシブルマグネット及び該フレキシブルマグネットを用いたマグネットロール - 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】

【０００１】

【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による現像装
置に用いられるマグネットロールと該マグネットロール
作製に用いるフレキシブルマグネットに関し、更に詳し
くは、外装スリーブを用いずマグネットロール表面に直
接現像剤を接触させる、いわゆる直接接触式電子写真現
像法に用いられるマグネットロールと該マグネットロー
ル作製に用いるフレキシブルマグネットに関する。

【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ゴムマグネットを配置し、更にそ
の外側に金属製の表面を平滑化した半球状の浮遊電極を
配設したマグネットロールが用いられている。又、最近
にいたってはこの種のマグネット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、シャフト軸周にマ
グネットを接着固定するとともに、マグネット表面を細
かい表面肌に仕上げたマグネットロールを構成し、この
マグネット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。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。

【０００４】■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。

【０００５】■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所望
の微細な表面肌を得にくく、品質が安定しない。

【０００６】■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。

【０００７】そこで、本発明者らは鋭意研究を重ねた結
果、ゴムの代わりに熱可塑性樹脂を用いればこれらの困
難は一挙に解決できることを見いだした。しかしながら
ゴムの代わりに熱可塑性樹脂を用いたときには新たな問
題が発生することがわかった。即ち、強い磁界強度を有
するフレキシブル磁石を得るには磁石粉の配合量を多く
する必要があるが、熱可塑性樹脂系のフレキシブル磁石
に於いては無機質の磁石粉を大量に充填してなお機械的
強度を確保出来る樹脂は塩素化ポリエチレン樹脂と可塑
剤入り塩化ビニール樹脂に限定されている。ところが、
可塑剤入り塩化ビニール樹脂は可塑剤が長期の使用中に
ブリード減少を起こし、マグネットと接触する対象物に
移行したり粘着したりする問題がある。一方、塩素化ポ
リエチレン樹脂にはこのような問題がなく好都合である
が、その代わりに塩素化ポリエチレン樹脂には熱分解に
よる熱可塑成形性の限界がある。塩素化ポリエチレン樹
脂の熱可塑成形性を高めるには、オレフィン／ビニルエ
ステル共重合体を併用して熱成形時の溶融粘度を下げる
ことが考えられるが、塩素化ポリエチレン樹脂との相溶
性を良好にする為には比較的高いビニルエステル含有率
を有するオレフィン／ビニルエステル共重合体を使用す
る必要がある。しかしながら、このようなオレフィン／
ビニルエステル共重合体は極めて接着性・粘着性が強い
という問題がある。オレフィン／ビニルエステル共重合
体自体は塗料や接着剤の原料として汎用的に使用される
ことからもわかるように接着性・粘着性が強いが、ビニ
ルエステル含有率の高いものは接着性・粘着性が更に強
く、このようなバインダー樹脂を用いたフレキシブルマ
グネットにより直接接触式電子写真現像法用のマグネッ
トロールを作製すると、この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問題があ
った。

【０００８】本発明はかかる現況に鑑みてなされたもの
であり、バインダーとして用いる熱可塑性樹脂の成形性
を改良すると共に通常オレフィン／ビニルエステル共重
合体の添加で問題となる粘着性を改良することを目的と
し、更にこのようにして得られたフレキシブルマグネッ
トを用いることによって、トナー搬送量規制用の金属ブ
レードやトナー粒子そのものとの粘着問題が発生しない
直接接触式電子写真現像法用のマグネットロールを提供
せんとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】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
記課題を解決した本発明のフレキシブルマグネットは、
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％とからなるフレキシブ
ルマグネットであって、該オレフィン／ビニルエステル
共重合体中のビニルエステル含有量を２０〜４０重量％
となしたことを特徴とし、特にメルトインデックスが５
０以上であるオレフィン／ビニルエステル共重合体を用
いることが好ましい。そして、本発明のマグネットロー
ルはこのフレキシブルマグネットをシャフト軸周に配設
して構成される。

【００１０】

【実施例】次に本発明の詳細を実施例に基づき説明する
。本発明の特徴は塩素化ポリエチレン樹脂を主体とする
バインダー樹脂を用いたフェライト系フレキシブルマグ
ネットの加工性を、ビニルエステル含有量が２０〜４０
重量％のオレフィン／ビニルエステル共重合体をバイン
ダーの劣位量成分として用い、粘着性の発現を防止する
ことにある。ビニルエステル成分が４０重量％を超える
と、粘着性が認められ、２０重量％未満であると塩素化
ポリエチレン樹脂との相溶性が悪くフレキシビリティー
を損なう。ビニルエステル含有量は２０〜３０重量％の
範囲が特に好ましい。この範囲のものは通常ホットメル
ト接着剤用の原料として使用されるもので、熱溶融成形
時には金属等に対して良好な接着性を示すとともに冷却
固化時には粘着性を示さない。したがって、熱可塑性樹
脂バインダー成分として金属シャフト等に被覆成形する
場合には該シャフトへの接着性を高める作用も有するの
で、特に好適である。又、オレフィン／ビニルエステル
共重合体を添加する目的は塩素化ポリエチレン樹脂の成
形性の改良であり、この機能は極めて重要である。この
観点から添加効果を高めるには５０以上のメルトインデ
ックスを有するオレフィン／ビニルエステル共重合体を
用いることが好ましく、１００以上のメルトインデック
スのものを用いることが特に好ましい。本発明で用いる
オレフィン／ビニルエステル共重合体の代表例はエチレ
ン／酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）である。オレフィン
／ビニルエステル共重合体はフレキシブルマグネット中
への分散を良好とする為に、粉末であることが重要であ
る。

【００１１】かかる塩素化ポリエチレンとオレフィン／
ビニルエステル共重合体の混合物をバインダー樹脂とし
て６０〜３５体積％、硬質フェライト粉を４０〜６５体
積％配合してなるフレキシブルマグネットは成形が容易
でしかも粘着力が少ない好適なマグネットを与えるのみ
ならず、このマグネットは金属シャフト等への熱接着力
にも優れている。

【００１２】このようにして得られる本発明のフレキシ
ブルマグネットを用いてマグネットロールを製造すれば
、製造が容易となるとともに極めて優れた品質のマグネ
ットロールを得ることが出来る。即ち、熱可塑性樹脂を
バインダー樹脂としたことで通常の被覆射出成形や被覆
押出し成形を採用することが可能となり、プレス工法が
不要となる。そして被覆射出成形法や被覆押出し成形法
を採用することによって全体にわたって均質で且つシャ
フトとの密着性が良好なマグネットロールを得ることが
出来、更にはシャフト表面に接着剤層を形成することに
より密着性をより一層向上させることが可能となり、従
来のゴムマグネットにおける問題点であったマグネット
内部における気泡の発生やマグネットとシャフト間での
隙間発生の問題は解消される。

【００１３】又、熱可塑性樹脂を用いていることから成
形性に優れ、０．８〜１．３μｍ程度の小さな平均粒子
径であって且つ粗大粒子を含まないフェライト粉を使用
しても安定な成形が可能であるので、表面粗度の細かい
マグネットロールが得られる。更に、熱可塑性樹脂への
フェライト粉の均一分散は容易であり、全体にわたって
材料特性が均質なマグネットロールが得られることから
、細かいピッチの着磁でも均一な着磁状態が得られ、所
望の４０極〜５０極程度の多極着磁も容易である。そし
て、本発明によるマグネットロールは表面の粘着性は低
いから、金属製ブレードやトナー粒子との粘着の問題も
ない。

【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、均一且つ微小な粒子径を
有する異方性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。異方性フェライト粉は通常の等方性
フェライト粉に比べて粉砕の程度が強く、粗大な粒子の
混在も少ないことから、好適である。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
体の密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比
較試験について述べる。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フェライトを用い
、熱可塑性樹脂として塩素化ポリエチレン樹脂及びエチ
レン／酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）を用い、これらを
安定剤、カップリング剤と共にミキサーで混合したもの
を押出し機で１３０℃で混練してペレット化し、この配
合物ペレットを直径１８ｍｍ、長さ２４０ｍｍの鉄シャ
フト表面に押出し機を用いて１３０℃の温度で被覆成形
して直径２０．２ｍｍのマグネット層被覆成形体を得た
。次いで、これを旋盤で直径２０ｍｍに切削仕上げした
後、５０極に着磁して目的の本願発明の実施例としての
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。マグネ
ットの粘着力はこのマグネットロール表面の長手方向に
ステンレスの板をあて、１００ｇの荷重をかけて２３℃
で１６８時間放置した後、ステンレス板圧設部が粘着し
ているか否かで判定した。成形性は成形体表面の状態を
観察し、均一平滑な表面であるか否かで判定し、切削仕
上げ後のマグネット表面の状態を観察評価した。そして
、これら各試験をＥＶＡの含有量及びＥＶＡ樹脂中の酢
酸ビニルの含有量を変化させて試験を行った。

【００１６】実施例中、チタネート系カップリング剤は
ケンリアクトＴＴＳ（味の素製）を、安定剤はトリベー
ス（新日本理化製）を各々用いた。マグネット組成物の
配合を表１として示し、ＥＶＡ樹脂の特性と使用量を表
２として示す。バインダー樹脂中のＥＶＡの含有量が塩
素化ポリエチレン樹脂に対して優位量であり、且つＥＶ
Ａにおける酢酸ビニルの含有量が２０〜４０重量％であ
るものを実施例１〜５として示し、上記範囲外のものを
比較例１〜４として示した。結果を表３として示す。

【００１７】

【表１】

【００１８】

【表２】

【００１９】

【表３】

【００２０】表３の結果の如く、本発明の実施例１〜５
に於いては成形性が良好で、成形体表面も滑らかであっ
たが、酢酸ビニル含有量の小さいＥＶＡを用いた比較例
３では成形体表面にムラが発生し、ＥＶＡを用いない比
較例４では成形体表面は鮫肌状となった。成形性はＥＶ
Ａの添加量増大に伴って良好となることがわかった。。 又、比較例３及び４は押出成形時のモーター電流が高い
傾向を示した。粘着性については、酢酸ビニル含有量の
多い比較例１はステンレス板へ強固に粘着しており、引
きはがすとマグネット層が破断されてステンレス板に大
量に残った。又、酢酸ビニルの含有量は低いがＥＶＡの
含有量が塩素化ポリエチレン樹脂（ＣＰＥ）に対し優位
量であるバインダー樹脂を用いた比較例２に於いては、
ステンレス板への粘着が認められ、引き剥がすと痕跡程
度のマグネットがステンレス板上に転写された。これに
対し、本発明の実施例１〜５及び比較例３、４は全く粘
着が認められなかった。切削仕上げ後の表面は実施例１
〜５の全てについて良好であったが、比較例３、４では
表面肌が荒れており、不都合であった。シャフトとマグ
ネット層の密着性は実施例１〜５や比較例１、２では良
好でマグネット面のふくれ等は観察されなかったが、酢
酸ビニル含有量の少ないＥＶＡを用いた比較例３やＥＶ
Ａを用いなかった比較例４ではマグネットロールの端部
や中央部の一部にふくれが観察され、その部分はマグネ
ットがシャフトから剥離していた。尚、従来のゴムマグ
ネットにおいて頻発していたシャフトとマグネット層の
密着性不良や間隙の存在は熱可塑性樹脂を用いた本実施
例１〜５及び比較例１〜４の全てについて見いだせ無か
った。

【００２１】叙上のごとく、本発明のフレキシブルマグ
ネットは熱可塑性樹脂をバインダー樹脂として用いてい
るので被覆射出成形や被覆押出し成形等の熱被覆成形に
よってシャフト軸周に良好な密着性を有してマグネット
層を形成でき、且つ熱可塑性樹脂にはビニルエステル含
有率を特定の範囲に設定したオレフィン／ビニルエステ
ル共重合体を含ませているので、粘着性を抑制すること
ができる。したがって当該フレキシブルマグネットによ
って作製されたマグネットロールは非粘着性に優れ、金
属ブレードやトナーとの粘着の問題も有することはなく
、直接接触式電子写真現像法用のマグネットロールとし
て用いることができる。

【００２２】

【発明の効果】本発明によって、熱可塑加工性が良好で
粘着力が少なく、しかも熱被覆成形で良好な接着力を有
する好適なフレキシブルマグネットが得られる。そして
このマグネットを用いたマグネットロールは、従来のゴ
ム系バインダーを用いて作成されたマグネットロールで
頻発していた割れや気泡をなくすことができ、しかもマ
グネットとシャフト間に間隙が発生することもなくマグ
ネットとシャフトの密着性が良好なマグネットロールが
提供できる。更にこのマグネットロールは材料特性が全
体にわたって均質であるので、微小間隔着磁が良好に行
うことができ、且つその表面粗度も細かくできるので、
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。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　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
   らなるフレキシブルマグネットであって、該オレフィン
   ／ビニルエステル共重合体中のビニルエステル含有量を
   ２０〜４０重量％となしたフレキシブルマグネット。
2. 【請求項２】　　オレフィン／ビニルエステル共重合体
   のメルトインデックスが５０以上であることを特徴とす
   る請求項１記載のフレキシブルマグネット。
3. 【請求項３】　　請求項１又は２記載のフレキシブルマ
   グネットをシャフト軸周に配設してなるマグネットロー
   ル。