JP2000298399A - マグネットロール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 緻密な磁気ブラシを形成し、高品質の画像を
得ることのできるマグネットロールを提供する。 【解決手段】 非磁性体からなるスリーブと、前記スリ
ーブ内に配置された現像磁極を含む複数個の磁極を有す
る円筒状永久磁石部材とを有するマグネットロールにお
いて、前記円筒状永久磁石部材は、軸の周囲に保持され
た等方性フェライト磁石からなる円筒状磁石体と、前記
円筒状磁石体の現像磁極部に固着された異方性フェライ
ト磁極からなるブロック状磁石体とを有し、前記ブロッ
ク状磁石体は円周方向に沿ってＮ極とＳ極が交互に並ぶ
３個以上の磁極を有すると共にその磁極間間隔が３〜７
ｍｍの範囲にあり、かつ前記各磁極はスリーブ上で５０
０〜１０００Ｇの範囲にある磁束密度を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真装置又は
静電記録装置等における現像部を構成するマグネットロ
ールに関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真装置や静電記録装置において
は、画像担体（感光体、誘電体）の表面に形成された静
電潜像を現像し、得られたトナー像を直接定着するかあ
るいはトナー像を普通紙等の転写部材上に転写した後定
着することにより最終画像が得られる。この種装置に使
用される現像装置としては、磁性現像剤を保持するため
の非磁性体からなるスリーブ（以下単にスリーブとい
う）と、スリーブ内部に配置された複数個の磁極を有す
る永久磁石体とを有するマグネットロールを備えた磁気
ブラシ現像装置が多用されている。上記磁性現像剤とし
ては、例えば結着樹脂と強磁性粉末を必須成分とするト
ナー粒子からなる一成分系磁性トナーまたは磁性キャリ
ア（鉄粉、ソフトフェライト粉末等）と結着樹脂と着色
剤を含むトナー粒子（磁性又は非磁性）との混合粉粉体
である二成分系現像剤が一般的である。

【０００３】上述した磁気ブラシ現像装置においては、
現像剤の搬送方式としては一つの磁極が画像担体に対向
するように永久磁石部材を固定し、スリーブを回転させ
る方式が採用されることが多い。これは現像装置の構造
が簡単で、現像剤の搬送力が強く、また磁極が静止して
いるので磁極ピッチに基因する現像ムラが生じないなど
の理由による。一方、スリーブ回転方式の現像装置にお
いては、スリーブ上の現像剤の穂立ちが、磁石を回転さ
せる場合に比べてスリーブ上の磁束密度の値やその分布
の影響を受け易く、磁束密度のバラツキや磁束密度分布
の乱れがわずかであっても画質が大幅に低下することが
ある。そこで従来から現像条件などを考慮して最適な磁
束密度分布を設定することで画質の向上を図っている。

【０００４】例えば、特公昭６２−５５１４９号には、
スリーブ内に配設された磁石の、像担持体と対向する位
置の磁極部磁極面に少なくとも一つの窪み部を形成し、
この磁極部が複数のピークを有する磁界強度分布を発生
するようにマグネットロールを構成することが記載され
ている。

【０００５】このマグネットロールの具体的構成を図４
により説明する。図４において、１は非磁性体からなる
スリーブであり、その内部には円筒状永久磁石２（例え
ば等方性焼結フェライト磁石）とそれを支持するシャフ
ト３とを有する永久磁石部材４が配置されている。上記
永久磁石２の現像極に対向する部位には軸線方向に沿っ
て凹溝２１が設けられ、この凹溝２１内に、外表面に長
手方向に沿う凹部２２を有する磁石片２３（例えば異方
性焼結フェライト磁石）が固着されている。このマグネ
ットロールによれば、磁石片に凹部が設けられているの
で、現像磁極部には、図中実線で示すような二つのピー
クを有する磁束密度分布が形成される。現像磁極部に上
記のような磁束密度分布が形成されると、磁気ブラシの
画像担体に対する接触幅が広がり、もって現像効率が向
上し、また現像ムラやにじみを防止することが可能とな
り、特に高速現像には有利である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、電子
写真装置においては、高品質の画像が要求されるように
なっており、特にフルカラー画像に対してはより高品質
の画像が望まれている。この要求に応えるために、例え
ば二成分系現像剤を使用する場合は、キャリア粒子及び
トナー粒子を小粒径化することが検討されているが、こ
の小粒径化によりきめの細かい画像は得られるものの、
感光体表面へのキャリア付着が生じて、著しい場合には
画像の欠損を生じることがある。また飽和磁化の小さい
キャリアを用いることにより、磁気ブラシの穂を緻密に
することも検討されているが、このようなキャリアを使
用すると、キャリア付着の問題が生じる。

【０００７】高品質の画像を得るためには、前述のよう
に磁気ブラシの穂を緻密にすればよいが、上記のような
現像磁極部に２つのピークをもった磁束密度分布を有す
るマグネットロールの場合には、磁極間隔が広いので、
磁気ブラシの穂は緻密になり難い。そこで特公昭６０−
１６２３号に開示されているように現像磁極部に３極以
上の磁極を形成することが考えられるが、この構成によ
り磁極間隔を狭くすることはできるものの、スリーブ表
面の磁束密度が低くなり、キャリア付着が生じ易くな
り、特に小粒径のキャリア及びトナーを使用した場合に
は大きな問題となる。

【０００８】したがって本発明の目的は、従来技術に存
在する問題点を解決し、緻密な磁気ブラシを形成し、高
品質の画像を得ることのできるマグネットロールを提供
することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、非磁性体からなるスリーブと、前記スリ
ーブ内に配置された現像磁極を含む複数個の磁極を有す
る円筒状永久磁石部材とを有するマグネットロールにお
いて、前記円筒状永久磁石部材は、軸の周囲に保持され
た等方性フェライト磁石からなる円筒状磁石体と、前記
円筒状磁石体の現像磁極部にこち約された異方性フェラ
イト磁極からなるブロック状磁石体とを有し、前記ブロ
ック状磁石体は円周方向に沿ってＮ極とＳ極が交互に並
ぶ３個以上の磁極を有すると共にその磁極間間隔が３〜
７ｍｍの範囲にあり、かつ前記各磁極はスリーブ上で５
００〜１０００Ｇの範囲にある磁束密度を有するとい
う、技術的手段を採用した。本発明において、各現像磁
極の間隔は４〜６ｍｍでかつ各現像磁極はスリーブ上で
５００〜７００Ｇの磁束密度を有することが望ましい。

【００１０】上記の構成により、すなわち、現像磁極部
は３個以上の磁極を有しかつ磁極間間隔が３〜７ｍｍと
狭いので、緻密な磁気ブラシを形成することができ、も
って中間調の再現性が向上しかつカブリを防止できると
共に、各磁極はスリーブ上で５００〜１０００Ｇの表面
磁束密度を有するので、感光体へのキャリア付着を防止
することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下本発明の詳細を図面により説
明する。図１は本発明の一実施例に係るマグネットロー
ルの断面図であり、同一部分は前記図４と同一の参照符
号で示す。図１において、１はアルミニウム合金あるい
はオーステナイト系ステンレス鋼などの非磁性体により
円筒状に形成したスリーブであり、その内部には円筒状
永久磁石２とそれを支持するシャフト３とを有する永久
磁石部材４が配置されている。円筒状磁石体２の現像磁
極部には、現像磁極（図中、Ｎ_１、Ｎ_２、Ｎ_４、Ｓ_１、
Ｓ_４で示す）を構成するブロック状磁石体が設けられて
いる。上記円筒状磁石体２は、等方性フェライト磁石で
形成され、例えばフェライト粉末［Ｍ：Ｂａ、Ｓｒ、Ｐ
ｂの内の１種以上、ｎ＝５〜６）］を含む原料をラバー
プレス又は押出成形の手法により円筒状に成形し次いで
焼結後溝加工を行って作成することができる。上記ブロ
ック状磁石体５は、異方性フェライト磁石で形成され、
例えばフェライト粉末を含む原料（スラリー）を磁場中
で湿式成形し次いで焼結後所定寸法に加工して作成する
ことができる。上記の永久磁石部材４は、円筒状磁石体
２にシャフト３を固着した後機械加工により凹溝６を形
成し、そこにブロック状磁石体５を固着した後シャフト
３を基準として外周面を円筒研削し、次いで所定の着磁
を施すことにより作成される。ここで現像磁極は３個以
上でありかつ磁極間隔は３〜７ｍｍであることが必要で
ある。磁極数が３個未満では磁極間隔を狭くすることが
できず、磁極間隔が７ｍｍを越えると、磁気ブラシの穂
が疎になり易く、ざらついた画像になり易く、磁極間隔
が３ｍｍ未満ではスリーブ上の磁束密度が低下してキャ
リア付着が生じ易くなる。また、磁極間隔の好ましい範
囲は４〜６ｍｍである。次に、各現像磁極は、スリーブ
上で５００〜１０００Ｇの磁束密度を有する必要があ
る。磁束密度が５００Ｇ未満では磁気吸引力が低下して
キャリア付着が生じ易くなり、一方磁束密度が１０００
Ｇを越えると磁気ブラシの穂が硬くなるので、画質の点
から好ましくない。現像磁極のスリーブ上の磁束密度の
好ましい範囲は５００〜７００Ｇである。

【００１２】図３に本発明のマグネットロールを用いた
現像装置の一例を示す。図４において、５０は現像装置
であり、図示矢印方向に回転する感光体ドラム５１に近
接して配置されており、スリーブ１とその内部に設けら
れた永久磁石部材４とを有するマグネットロール２０
と、磁性現像剤５４を収容する現像剤容器５２と、スリ
ーブ１上に吸着された現像剤の厚さを規制するドクター
部材５３とを有する。現像磁極（５極）はその中心（Ｎ
_１）が、感光体ドラム５１の中心ａとマグネットロール
の中心ｂを結ぶ線上に位置するように設けられている。
上記の現像装置によれば、スリーブ１上に吸着された磁
性現像剤５４は、スリーブ１を図示矢印方向に回転させ
ることにより、スリーブ１と感光体ドラム５１との最近
接位置及びその近傍に形成された現像領域に搬送され、
現像領域で形成された磁気ブラシで感光体ドラム５１の
表面が摺擦されることにより静電潜像（図示せず）が現
像される。

【００１３】

【実施例】次に、本発明を実施例によって更に具体的に
説明する。図３において、周速１８０mm／secで回転す
るＯＰＣ感光体を有するドラムの表面を−５００Ｖに一
様帯電後露光して静電潜像を形成した。 次いで現像ギ
ャップを０．６mm、ドクターギャップを０．５mmに設定
し、−４５０Ｖの直流バイアス電圧が印加されたSUS 30
4製スリーブ１を２６０rpmで回転させることにより、静
電潜像を現像し、トナー像を普通紙上にコロナ転写し、
そして熱ロール定着することにより最終画像を得た。磁
性現像剤は、スチレンーアクリル系共重合体（Ｍｎ＝２
１万、Ｍｗ＝１万４千）８５重量部、カーボンブラック
（三菱化成社製＃５０）１０重量部、荷電制御剤（オリ
エント化学社製ボントロンＥ８１）２重量部及びポリプ
ロピレン（三洋化成社製ＴＰ３２）３重量部からなるト
ナー粒子の表面に疎水性シリカ（日本アエロジル社製ア
エロジルＲ９７２）０．５重量部を添加したトナー（体
積平均粒径９μｍ）とフェライトキャリア（日立金属製
ＫＢＮ１００、平均粒径５０μｍ）とをトナー濃度が
３．５重量％となるように混合したものを使用した。

【００１４】永久磁石部材は、等方性フェライト磁石
（日立金属製ＹＢＭ−３）からなる、外径３６ｍｍ、内
径１７ｍｍ、長さ３００ｍｍの円筒状磁石体２にシャフ
ト３を接着し、幅が２６ｍｍで、シャフトの中心から溝
の底面までの距離が９ｍｍになるように凹溝６を加工
し、そこに異方性フェライト磁石（日立金属製ＹＢＭ−
２Ｂ）からなる、ブロック状磁石体５を接着し、次いで
外周面を円筒研削することにより作成した。着磁条件を
変えて、現像磁極の磁極間隔及び磁束密度の異なる６種
類のものを準備した。各永久磁石部材を用いた場合の画
像評価結果を表１に示す。なお表中画像濃度はマクベス
濃度計により測定した値で、又地カブリは色差計で白紙
の通紙前後の白度の差を測定した値で、通紙の値と通紙
前の値の差が０．２以下であれば実用上問題はない。

【００１５】

【表１】

【００１６】表１から、本発明に従う磁極間隔及び磁束
密度を有するマグネットロール（例１〜３）により、高
品質の画像が得られることがわかる。しかるに、現像磁
極の磁極間隔又は磁束密度が適切でない場合は（例４〜
６）、良質の画像を得ることができない。

【００１７】

【発明の効果】以上に記述の如く本発明によれば、現像
磁極は狭い間隔で３個以上の磁極を有すると共に、スリ
ーブ上の磁束密度も大きいので、キャリア付着を伴なわ
ずに高品質の画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るマグネットロールの断
面図である。

【図２】図１における現像磁極の円周方向の磁束密度分
布を示す図である。

【図３】本発明のマグネットロールを有する現像装置の
一例を示す断面図である。

【図４】従来のマグネットロールの断面図である。

【符号の説明】

１ スリーブ、 ２ 円筒状磁石体、３ シャフト、４
永久磁石部材、５ ブロック状磁石体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非磁性体からなるスリーブと、前記スリ
   ーブ内に配置された現像磁極を含む複数個の磁極を有す
   る円筒状永久磁石部材とを有するマグネットロールにお
   いて、前記円筒状永久磁石部材は、軸の周囲に保持され
   た等方性フェライト磁石からなる円筒状磁石体と、前記
   円筒状磁石体の現像磁極部に固着された異方性フェライ
   ト磁極からなるブロック状磁石体とを有し、前記ブロッ
   ク状磁石体は円周方向に沿ってＮ極とＳ極が交互に並ぶ
   ３個以上の磁極を有すると共にその磁極間間隔が３〜７
   ｍｍの範囲にあり、かつ前記各磁極はスリーブ上で５０
   ０〜１０００Ｇの範囲にある磁束密度を有することを特
   徴とするマグネットロール。
2. 【請求項２】 前記各現像磁極の間隔は４〜６ｍｍでか
   つ各現像磁極はスリーブ上で５００〜７００Ｇの磁束密
   度を有する請求項１記載のマグネットロール。