JPH04306808A - フレキシブルマグネット及びマグネットロール - 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。

【０００３】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
。

【０００４】

【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。

【０００５】■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。

【０００６】■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。

【０００７】■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。

【０００８】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問題は一挙に解決可能とな
るのではないかとの着想のもと、一般的な熱可塑性樹脂
を用いてフレキシブルマグネットを作製し、該フレキシ
ブルマグネットを用いてマグネットロールを作製してみ
た。すると、ゴムを用いた場合の上記問題■〜■は解消
できたものの、熱可塑性樹脂系のフレキシブル磁石をこ
の用途に用いると、トナー搬送量規制する目的でマグネ
ットロール表面に圧接状態で設けられている硬質板ブレ
ードの押圧力によって、マグネットロール表面が永久変
形を生じ、マグネットロール表面に凹部が発生するとい
う新たな問題が生じることがわかった。本発明はかかる
現況に鑑みてなされたものであり、ゴムマグネットにお
ける上記問題を解消するとともに、ブレードとの接触に
よる圧縮永久変形（圧縮永久歪）の発生も防止したマグ
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】かかる課題を解決すべく
本発明者等は鋭意研究した結果、圧縮永久歪が発生しに
くく且つフレキシブルマグネットのバインダーとして適
する特定の熱可塑性樹脂を見出し、本発明を完成させた
ものである。

【００１０】本発明のフレキシブルマグネットは、部分
塩素化ポリエチレン樹脂６０〜３５体積％と硬質フェラ
イト粉４０〜６５体積％とからなることを特徴とし、特
に結晶化度が１０〜２０％の部分塩素化ポリエチレン樹
脂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。

【００１１】

【実施例】次に本発明の詳細を実施例に基づき説明する
。ゴム弾性を有するフレキシブル磁石用の熱可塑性バイ
ンダー樹脂としては塩素化ポリエチレン樹脂（以下、Ｃ
ＰＥという）が一般に使用されている。これらＣＰＥは
ポリエチレン鎖全体にわたって均一に塩素化したもので
あるので、冷却固化した状態では高分子鎖を結節する部
分が無く、連続的に応力を加えておくと永久変形の度合
いが大きいという欠点があった。もちろん、塩素化度を
より高めると永久変形の度合いは小さくなるものの、こ
の場合は加工が極めて困難となるので、実用的では無い
。

【００１２】本発明者らは加工特性を低下させること無
く、永久歪を低減させる方策を種々研究した結果、ポリ
エチレン鎖を部分的に塩素化してポリエチレンの結晶性
部分を残した部分塩素化ポリエチレン樹脂をフェライト
のバインダー樹脂として用いると、良好な加工特性を維
持しながら、圧縮永久歪も小さいフレキシブルマグネッ
トが得られることを見いだした。これは、残存する結晶
性ポリエチレン部分が成形固化後に結晶化して結節点を
提供し、あたかもゴムの加硫部分と同様の効果をもたら
す故であると推定される。部分塩素化ＣＰＥの結晶化度
が１０％未満では永久歪が大きく、他方、結晶化度が２
０％を超えるとポリエチレンの結晶性部分の残存割合の
過剰性に起因して発生すると思われるモジュラスの増加
でフレキシビリティーに欠けることから、部分塩素化Ｃ
ＰＥの結晶化度は１０％〜２０％の範囲内に設定するこ
とが好ましい。

【００１３】このような部分塩素化ＣＰＥ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％配合して作製されるフレキシブルマグネッ
トは成形が容易であり、しかもマグネットロールを成形
したときには圧縮永久歪が少ない好適なマグネットロー
ルを得ることができる。フェライト含有量を４０〜６５
体積％としたのは、４０％体積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
損なわれる為である。

【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。

【００１５】又、本発明のマグネットの加工性を更に改
良する目的で部分塩素化ＣＰＥに対して劣位量の高流動
性改良樹脂その他の改質剤を添加しても良い。

【００１６】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。

【００１７】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トナー規制用の硬
質板状のブレードによって押圧されても圧縮永久歪は発
生せず、したがってマグネットロール表面に凹部が形成
されることはなく、耐久性に優れたマグネットロールを
提供出来る。

【００１８】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フェライト及び熱
可塑性樹脂として結晶化度１７％の塩素化ポリエチレン
樹脂を安定剤、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
を得た後、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１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
ネットの圧縮永久歪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の
窪み変形状態を観察して評価した。又、直径５ｍｍの鋼
球を１００ｇの荷重で５時間押し付け、永久歪量を測定
して、これを圧球永久歪として表した。

【００１９】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
として示す。

【００２０】

【表１】

【００２１】又、比較例として、結晶化度を７％及び２
４％に設定した部分塩素化ＣＰＥ及び一般タイプのＣＰ
Ｅ（結晶化度２％以下）を用いること以外は前記実施例
と同条件のもと成形して、同様に評価を行った。又、参
照例として、実用上で永久歪みの無いＥＰＤＭ加硫ゴム
を用いたマグネットロールの歪試験を行い同様に評価を
行った。表２に実施例及び各比較例に用いた部分塩素化
ＣＰＥ並びにＣＰＥの種類を記し、これら実施例及び比
較例の評価結果を表３として示す。

【００２２】

【表２】

【００２３】

【表３】

【００２４】表３から明かな様に、実施例（結晶化度１
７％）は成形性が良好であるとともにブレード圧設部の
変形もなく圧球永久歪も極めて少ないことがわかる。 又、比較例１（結晶化度２３％）はブレード圧設部の変
形はなく、圧球永久歪も極めて少ないが成形性にやや難
があり、又、比較例２（結晶化度７％）は成形性は良好
ではあるがブレード圧設部に軽微な変形がみられ、圧球
永久歪はやや多いことがわかる。このように部分塩素化
ＣＰＥを用いた場合、結晶化度の大小により多少の相違
はあるものの、総じてマグネットロール表面のステンレ
スブレード圧設部には顕著な変形が認められ無かった。 これに対して、比較例３（結晶化度２％以下）として示
した一般タイプのＣＰＥを用いたものではマグネットロ
ール表面のステンレスブレード圧設部全体にわたって直
線状に５０μｍ程度の窪み筋が認められた。

【００２５】このように、本発明のフレキシブルマグネ
ットを用いれば、圧縮永久歪が実用上問題のない程度に
小さく、ブレード圧設部の変形がほとんどないマグネッ
トロールを加工性を損なうことなく実現出来ることがわ
かる。又、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の場合では見い
だせ無かった。

【００２６】

【発明の効果】上述の如く本発明によれば、加工性が良
好でしかも圧縮永久歪が少ないフレキシブルマグネット
を得ることがでる。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は不可避であった割れや気泡
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、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。そして
、このマグネットロールは圧縮永久歪が小さいから、ブ
レード圧設による変形のおそれもなく優れた耐久性を発
揮できる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　部分塩素化ポリエチレン樹脂６０〜３
   ５体積％と硬質フェライト粉４０〜６５体積％とからな
   る圧縮永久歪の小さなフレキシブルマグネット。
2. 【請求項２】　　結晶化度が１０〜２０％の部分塩素化
   ポリエチレン樹脂を用い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構成したマグネット
   ロール。